EP0003970B1 - Method for ventilating rooms and ventilating device for carrying out the method - Google Patents
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- EP0003970B1 EP0003970B1 EP19790100376 EP79100376A EP0003970B1 EP 0003970 B1 EP0003970 B1 EP 0003970B1 EP 19790100376 EP19790100376 EP 19790100376 EP 79100376 A EP79100376 A EP 79100376A EP 0003970 B1 EP0003970 B1 EP 0003970B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/14—Diverting flow into alternative channels
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/02—Ducting arrangements
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- F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
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- F24F7/00—Ventilation
- F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
Definitions
- the invention relates to a method for ventilating rooms, in which the air flow is conducted in a passage cross sections of different sizes at both ends, and in the region between its ends a duct having an expansion chamber.
- the invention also relates to a device for ventilating rooms with an air duct, in which the passage opening at one end of the duct has a substantially larger passage cross section than the passage opening at the other end of the duct and in the duct a chamber with an enlarged cross section is arranged or formed, the Wall openings are arranged at an angle to each other below.
- Ventilation in particular supplies fresh air to human lounges in order to compensate for the changes in breathing air that are disadvantageous in such rooms at least to such an extent that they can no longer be annoying or even harmful.
- the number of air changes caused by ventilation per hour is essentially determined by the type of use of the common rooms. Depending on the type of use and size of the common rooms, the number of hourly air changes is between one and twenty, the air change must be such that an air exchange per head takes place between 20 and 30 m 3 per hour.
- the common rooms are ventilated in that the used room air is discharged to the outside as so-called exhaust air and is exchanged for a corresponding amount of drafts.
- forced ventilation i.e. ventilation with mechanical air delivery.
- the fan operation allows the necessary amount of air to be supplied to every room.
- the supply air can either be conveyed into the building from the outside - that is, it can be operated with outside air - or the room air can be conveyed from the inside to the outside - i.e. in exhaust air mode.
- the main criterion in the supply air operation of the forced ventilation is that the room air has overpressure relative to the air outdoors, while on the other hand, when the forced ventilation is operated in the exhaust air mode, the room air is underpressure compared to the air outdoors.
- the forced ventilation mainly takes place on the basis of duct ventilation because this is the best way to meet the requirement for optimal sound insulation.
- the present invention therefore also relates to duct ventilation.
- a ventilation element for rooms which contains a channel which has a passage opening at each end and is directed essentially transversely to these passage openings.
- the air passage cross section of both passage openings practically matches in shape and size and is in each case larger than the passage cross section of the actual duct.
- a ventilation device belongs to the prior art, which is between one outer and several Ren passage openings has a channel extending in the direction of the wall plane, in this case the outer passage opening is arranged halfway along the one wall of the channel, while at least one inner passage opening is provided at both ends of the channel on the opposite wall.
- the air flow is thus divided into two substantially equal partial flows, each of which has the full cross section of the duct. This results in a significant reduction in flow resistance.
- Both the passage openings and the substantially transverse sub-channels have a rectangular cross section in this ventilation device.
- both the flow paths located behind the central passage opening and the flow paths located behind the lateral passage openings each directly adjoin the relatively large channel cross section. As a result, the air flow velocity is considerably reduced within the duct cross section, which results in a reduction in the air throughput.
- a ventilation device further developed from US-A-1 236 157 is distinguished according to US-A-1 375 378 in that internals are arranged in the subchannels of the housing which adjoin the central passage opening and which direct the air to the air block the passage openings adjoining the two channel ends. These internals extend essentially in the longitudinal direction of the two sub-channels and form guide walls inclined towards the plane of the passage openings.
- the flow path located behind the central passage opening immediately adjoins a relatively large channel cross section, the depth of which, however, decreases steadily in the direction of the channel ends. This is intended to influence the air flow rate through the two subchannels in such a way that it remains as constant as possible, although the passage area of the passage openings adjoining the two channel ends is in each case dimensioned substantially larger than the passage area of the central passage opening.
- DE-A-23 31 841 discloses a ventilation device which has the same basic structure as that of US-A-12 36157.
- an air duct also extends from a central passage opening in two opposite directions, so that the air flow is divided into two substantially equal partial flows, each of which has the full channel cross-section up to the further passage openings provided at the two channel ends is available.
- the air flow sucked in by the fan or the cross-flow blower is considerably reduced in its flow velocity by the enlarged duct cross-section and at the same time the (slight) excess pressure generated by the fan or cross-flow blower is reduced.
- the extent of the pressure reduction is essentially dependent on three sizes, namely 1. on the delivery capacity of the fan or cross-flow fan, 2. on the total volume of the fan element between the two passage openings and 3. on the air passage cross section of the passage opening removed from the fan or cross-flow fan.
- a ventilation device of the generic type is known from DE-A-2240937.
- the chamber is formed in that the boundary wall for the channel, which is adjacent to the larger passage opening, has an end surface which is beveled in the direction of the desired flow pattern.
- this beveled end surface has the result that the cross section of the chamber there gradually increases on the one hand from the passage opening, while on the other hand it gradually decreases to a corresponding extent towards the chamber-side mouth of the channel. This results in a diffuser-like and a nozzle-like effect of the chamber.
- the chamber also has a cross-sectional area in its plane directly adjoining the passage opening, which is practical in its size is equal to the cross-sectional area of the passage opening. From there, the chamber forms a funnel to the chamber-side mouth of the channel.
- Duct vents with mechanical air delivery have a similar mode of operation, in which the fan or fans are built directly into the flow cross-section of the duct section lying between the two openings, such as e.g. according to DE-B-1 199 956, 1 219 203, 1 222 642 and 1 239 832.
- these known ventilation devices differ from the ventilation device according to DE-C-2308479 only by the additional installation of fans in order to achieve mechanical air delivery.
- CH-A-384 173 discloses an air connector which is inserted into an air flow channel of relatively large cross-section and has two nozzle-like constrictions arranged one behind the other. By means of this exhaust air connection, additional air flows are to be fed into the air flow channel of large cross section in such a way that they accelerate the flow in the main channel.
- the mode of operation of the known exhaust port is therefore different from that of the ventilation device according to DE-A-2 240 837.
- US-A-3 800 685 deals with a ventilation system which works with a main flow duct and an auxiliary flow duct for the air, both flow ducts running parallel to one another and at a horizontal distance above one another and working together through a vertical connecting duct.
- the cooperation between the main flow channel and the auxiliary flow channel is such that part of the air entering the auxiliary flow channel is fed as additional air into the main flow channel via the connecting channel.
- certain cross-sectional relationships are provided between the main flow channel and the auxiliary flow channel, it is necessary to form a pressure chamber between the auxiliary flow channel and the connecting channel, in order to ensure that a certain proportion of those flowing through the auxiliary flow channel Air is actually fed into the main flow duct as additional air. This is the case, for example, if the main flow channel and the auxiliary flow channel have matching cross sections, or also if the main flow channel has an acceleration section in the feed region of the additional air.
- the purpose of the invention is to improve the operation of the duct ventilation, regardless of whether it works on the principle of so-called free ventilation or else on the principle of forced ventilation.
- the invention is therefore based on the object of specifying a ventilation method and a ventilation device of the generic type, by means of which or with the aid of which human lounges can be optimally ventilated without the occurrence of annoying or even harmful drafts and sound transmissions.
- the air flow can be increased approximately at the same time Split the pressure levels into several partial flows, while it can be combined with the lowering of the pressure level from several partial flows for the ventilation of rooms.
- the pumping effect brought about by the lowering and subsequent increase in the pressure level in the air stream can in turn be influenced according to the invention by regulating or changing the extent of the lowering and the subsequent increase in the pressure level volumetrically.
- a ventilation device for practicing the ventilation process with an air duct in which the passage opening at one duct end has a substantially larger passage cross-section than the passage opening at the other duct end and a chamber with an enlarged cross section is arranged or formed in the duct, the wall openings of which lie at an angle to one another , is characterized according to the invention essentially by the fact that the chamber suddenly has a cross section that increases in relation to the one wall opening and the other wall opening is in turn connected to the chamber with a suddenly narrow cross section.
- the ventilation device works according to the pressure vessel principle already mentioned, i.e.
- the pressure prevailing in the chamber is decisive for the pressure and thus also for the flow conditions in the areas of the ventilation duct which are narrower in cross-section and adjoin this chamber.
- the sound and ventilation effectiveness of such a ventilation device can also be influenced by connecting two duct sections to opposite walls of the chamber. For the same purpose it is also useful to provide the larger passage opening with a neck-like extension protruding into the chamber.
- an axial fan is installed as an air conveyor in the larger passage opening and the neck-like extension forms a jacket ring surrounding the axial fan, then the ventilation duct can be easily removed for forced air movement.
- the axial fan can then be used to influence the pressure conditions within the chamber as a function of its delivery rate. Practical tests have shown that the cooperation of the axial fan with the chamber adjacent to the passage opening only results in gap losses which are of the order of 50%. In contrast, it has been shown that when the axial fan is installed directly in a ventilation duct of corresponding cross-section, gap losses can occur which are around 90%. This clearly shows that the efficiency of a ventilation device according to the invention, which works according to the pressure vessel principle, increases practically by a considerable factor compared to the conventional design.
- the axial fan is provided with blades that are symmetrical to its rotation plane and driven by a reversible electric motor, one and the same ventilation device can be used either for forced ventilation or for forced ventilation of a room.
- the invention provides that at least one wall of the chamber is driven by a drive device, e.g. an electric motor that is adjustable.
- the drive device can engage the adjustable wall via a reduction gear, for example a screw gear or a slowly running crank.
- volume of the chamber can be changed as a function of different pressure and / or flow conditions or also of other changing environmental conditions, such as temperatures, gas concentrations or the like
- various points of the flow path are assigned to measurement points which are formed by flow probes.
- a comparison circuit e.g. a control circuit, which forms a control value transmitter for the drive device.
- Pressure-dependent capacitors or inductors, piezoelectric crystals or resistors (strain gauges) variable in length due to the influence of pressure can be provided as flow probes. Bending vibrators made of Seignette salt can also be used as flow probes. Finally, sensors can also be assigned to the control loop as additional measuring points, for example respond to changes in temperature, changes in gas concentration or the like.
- the minimum amount of outside air supplied to the room per person per hour - that is the outside air rate - applies to rooms with a smoking ban of 20 m 3 , for rooms in which smoking is 30 m 3 .
- duct ventilation in which the air is conveyed through a duct having at least one passage opening at each end, in particular directed transversely to these passage openings, a method has been developed in which the air flow in one passage opening is guided through a substantially larger cross section than in the other passage opening and is spontaneously conducted in the duct immediately before or after the larger cross section through a section with an even larger cross section.
- This ventilation method is not only applicable to the so-called free ventilation, in which the air change in the room in question is caused solely by utilizing the natural properties of the air in the event of temperature and pressure differences (wind); rather, it can be used for so-called forced ventilation, which achieves safe room ventilation through mechanical air conveyance regardless of all temperature and wind conditions. It is also essential that this ventilation method is equally well suited for ventilation as well as for the ventilation of the common rooms.
- FIGS. 1 and 2 of the drawing The basic structure for such a ventilation device 1 is shown in FIGS. 1 and 2 of the drawing.
- the ventilation device 1 has a channel 2, which has a passage opening 3 and 4 at each of its two ends.
- the channel 2 extends essentially transversely to the plane of the two passage openings 3 and 4.
- the passage openings 3 and 4 are assigned to different channel sides and are, based on the installation level of the ventilation device 1, preferably on opposite channel sides.
- An essential feature of the ventilation device 1 is that the two passage openings 3 and 4 have completely different air passage cross-sections in terms of size, and for example the passage opening 3 is dimensioned substantially larger than the passage opening 4.
- a chamber 5 is arranged or formed in the channel 2, directly after the larger passage opening 3, which in turn has a cross section which is spontaneously enlarged relative to the larger passage opening.
- This larger cross section of the chamber 5 passes, again with spontaneous narrowing, into the channel section 6, the flow cross section of which is not only smaller than the passage cross section of the passage opening 3 and the chamber 5, but also smaller than the passage cross section of the passage opening 4.
- the channel section 6 adjoins the chamber 5 relative to the passage opening 3 at an acute or, for example, a right angle, in such a way that the chamber-side mouth 7 of the channel section 6 extends from both the front wall 8 and the rear wall 9 as well as from the bottom wall 10 and the ceiling turn 11 is at a distance.
- the edges of the mouth 7 of the channel section 6 from the front wall 8, the Bo denwand 10 and the top wall 11 of the chamber 5 have approximately the same distance, while they have a larger, at least twice the distance from the rear wall 9 of the chamber 5.
- Fig. 2 shows that both passage openings 3 and 4 are circular, while the chamber 5 has the shape of a rectangular box.
- the channel section 6 is also approximately rectangular in its flow cross section.
- the ventilation device 1 Because of the design described for the ventilation device 1, it works according to the pressure vessel principle, that is to say the flow behavior of the air through the entire ventilation device 1 is determined by the volume of the chamber 5 and the pressure differences present at the different large passage openings 3 and 4.
- FIG. 3 has basically the same structure as the ventilation device according to FIGS. 1 and 2. It differs from this only in that channel sections 6 'and 6 "directed towards the opposite sides of the chamber 2 equipped with the larger passage opening 3" are connected, each of which has its own passage opening 4 'or 4 "with a smaller passage cross section at its other end.
- a ventilation device 1 which is identical in its basic structure with the ventilation device according to FIG. 3. However, it differs from this in that it can also work on the principle of forced ventilation.
- an axial fan 13 is installed in the passage opening 3 with a larger passage cross section, and this sits concentrically within the casing ring 12, which protrudes from the passage opening 3 into the chamber 5.
- a portion of a longitudinal wall 16 of the housing 14 forms the front wall 8 for the chamber 5 and is provided for this purpose with the passage opening 3 which is larger in the passage cross section and to which the casing ring 12 connects.
- the bottom wall and the top wall of the chamber are also formed by sections of longitudinal walls 17 and 18 of the housing.
- two partition plates 19 and 20 are inserted into the housing 14, with which an end plate 21 can be detached, e.g. connected by screws.
- each of the separating plates 19 and 20 there is an opening 22 and 23, respectively, with these openings 22 and 23 being followed by the duct sections 6 'and 6 "of the ventilation device 1.
- the duct sections 6' and 6" each extend over the between the partition plates 19 and 20 and the end plates 15 limited length range of the housing 14 and are limited overall by moldings 24 and 25 made of soundproofing material, for example foam.
- the molded part 24 has an essentially U-shaped cross section, the legs and the web of the U-profile being of the same thickness exhibit.
- the molded part 25, is formed by a block of material which is rectangular in cross-section, in particular a foam block, the cross-sectional thickness of which is at least twice as large as the thickness of the legs and web of the U-profile.
- the two molded parts 24 and 25 are each inserted into the housing 14 relative to one another such that they enclose the channel section 6 'or 6 "of rectangular cross section between them.
- the molded parts 25 each have an opening which forms the passage opening 4 'or 4 "with a smaller cross section.
- the passage openings 4' and 4" face the longitudinal wall 26 of the housing 14 which lies opposite the longitudinal wall 16.
- the longitudinal wall 26 has slot-like or lattice-like openings over its entire length and over part of its width, which openings face the interior of the room.
- an end plate 27 is also slidably guided transversely to its plane, which in its one sliding position releases the slot-like or lattice-like openings of the longitudinal wall 26 for air passage while closing it in its other closed position.
- the molded parts 24 and 25 made of soundproofing material are simply inserted loosely into the housing 14 and can therefore, if necessary, be easily removed from the housing 14 after removal of the longitudinal wall 26 and the end plate 27. Likewise, after removing the longitudinal wall 26 and the end plate 27, the rear wall 21 of the chamber 5 can be easily removed, so that the interior of the chamber 5 is made easily accessible for the purpose of cleaning or for installing and removing the axial fan 13 can.
- the ventilation device 1 can be used as an axial fan 13 either for ventilation or for ventilation of the room, by simply reversing the direction of rotation.
- the ventilation device 1 can also be operated by opening the end plate 27 according to the principle of free ventilation. Whether ventilation or ventilation of the room will take place depends only on whether there is a pressure drop from outside to inside or from inside to outside.
- the ventilation device 1 In the practical configuration of the ventilation device 1, it has proven effective to set the ratio of the passage cross section of the larger passage opening 3 to the cross section of the chamber 5 in the axial direction of the passage opening 3 to approximately 1: 2 to 1: 3, the ratio of the chamber cross section to the overall Cross section of the channel section 6 or 6 ', 6 "in the axial direction of the channel section approximately between 3: 1 and 4: 1 and the ratio of the cross section of the channel section 6 or 6', 6" to the cross section of the smaller passage opening 4 or 4 ', 4 "approximately between 2: 1 and 3: 1.
- an axial fan 13 is installed in the larger passage opening 3, then it is also recommended to adjust the volume of the chamber 5 in such a way that the effective delivery rate (m 3 / s) of the Axial fan 13 - that is its delivery volume minus the gap loss occurring during operation - is in a ratio between 1: 8 and 1:10.
- the ventilation device 1 according to FIGS. 4 to 7 to arrange the transverse walls 19 and 20 in the longitudinal direction of the housing 14 so as to be displaceable and lockable as well as the end plate 21 in their Form length dimension so that it can bridge the entire displacement range of the transverse walls 19 and 20.
- a power drive e.g. an electric motor
- the operation of the electric motor can be regulated and / or controlled by remote action, for example depending on the differential pressure between the interior of the room and the outside air.
- Flow probes for example Pitot tubes, Prandtl tubes or the like, can be used as measuring, regulating and / or control elements, which are mounted at suitable points in the flow path of the ventilation device 1.
- the working features of the ventilation device can be further optimized by the design features described last.
- the ventilation device 1 shown in FIG. 8 has a channel 2, which has a passage opening 3 and 4 'or 4 "at each of its two ends.
- the channel 2 extends essentially transversely to the axis of the two passage openings 3 and 4'. or 4 ".
- These passage openings 3 and 4 'or 4 " are assigned to different channel sides and are, based on the installation level of the ventilation device 1, preferably on opposite channel sides.
- the two passage openings 3 and 4 'and 4 are designed with completely different dimensions in terms of their air passage cross section, namely in the example shown the passage opening 3 is dimensioned much larger than the passage opening 4' or 4".
- a chamber 5 is arranged or formed in the channel 2, which in turn has a spontaneously enlarged cross section relative to the larger passage opening 3.
- This larger cross section of the chamber 5 merges, again with spontaneous narrowing, into the channel section 6 'or 6 ", the flow cross section of which is not only smaller than the passage cross section of the passage opening 3 and the chamber 5, but also smaller than the passage cross section of the passage opening 4' or 4 ".
- the channel section 6 'or 6 "adjoins the chamber 5, viewed in the axial direction of the passage opening 3, at an acute, for example a right angle, in such a way that its chamber-side mouth 7 from both the front wall 8 and the rear wall 9 as well as a certain distance from the floor and ceiling walls.
- the passage opening 3 is delimited by a jacket ring 12 which projects into the chamber 5 and which, if necessary, can accommodate an axial fan 13.
- the channel section 6 'or 6 "and the chamber 5 preferably have a rectangular flow cross section, while the passage cross sections of the passage openings 3 and 4' or 4" are preferably circular.
- the ventilation device 1 Because of the design described for the ventilation device 1, it works according to the pressure vessel principle and is subject to the various resistance laws of the so-called pipe flow. The flow behavior of the air through the entire ventilation device is determined by the volume of the chamber 5 and the pressure differences present at the two different large passage openings 3 and 4 'or 4 ".
- the volume of the chamber 5, which essentially determines the mode of operation of the ventilation device 1, must be determined in terms of construction.
- the two side walls 19 and 20 of the chamber are arranged to be adjustable for this purpose.
- the two side walls 19 and 20 are slidably guided between the front wall 8, the rear wall 9, the bottom wall and the top wall.
- Both side walls 19 and 20 are provided with the orifices 7 for the channel sections 6 'and 6 ", connecting pieces 7' and 7" adjoining these orifices, the cross-sectional shape of which is adapted to the cross-sectional shape of the channel sections 6 'and 6 ", whereby the nozzles 7 'and 7 "are permanently in engagement with the adjacent channel sections 6' and 6".
- the volume of the chamber 5 can be changed practically infinitely between a maximum value and a minimum value.
- the side walls 19 and 20 of the chamber 5 are rigid, while the rear wall 9 of the chamber 5 opposite the passage opening 3 having a larger passage cross section is designed to be infinitely adjustable. So here the volume of the chamber 5 can be changed continuously by appropriate displacement of the rear wall 9.
- an electric motor 30 which, in the case of FIG. 8, moves, for example, two screw spindle transmissions 31 ′, 31 ′′, with the aid of which the two side walls 19 and 20 are each displaced simultaneously and in opposite directions can.
- this electric motor 30 works on only one screw spindle gear 31, which can continuously adjust the rear wall 9.
- the electric motor 30 is a comparison circuit in the form of a closed control loop actuated, as shown as a block diagram in Fig. 10.
- the controlled system 41 is formed by the ventilation device 1, as shown in FIGS. 8 and 9.
- the actuator for the controller 45, 49 or 45, 59, 60 consisting of the chamber 5 or its adjustable walls 9 or 19, 20 is formed by the electric motor 30 shown only in FIGS. 8 and 9.
- a management group can Be W can be stored, which determines the values of a controlled variable X.
- the disturbance variables Z are determined by the respective environmental influences (air pressure, flow velocity, temperature, gas concentrations) and can, for example, in the ventilation device according to FIGS. 8 and 9 on the one hand at a measuring point 32 in the area of the passage opening 3 and at measuring points 33 or 33 ', 33 "in the area of the passage openings 4 and 4', 4".
- the pressure and flow conditions in the open air and in the interior of the room can be used as such disturbance variables Z, which can be tapped, for example, using flow probes.
- Pressure-dependent capacitors and inductors, piezoelectric crystals or length-dependent resistors (strain gauges) can also be used as flow probes. It is therefore possible to provide bending transducers made of Seignette salt as flow probes because they respond to very small pressure fluctuations. It would also be possible to use Pitot tubes or Prandtl tubes as flow probes if these act on the control loop with suitable connecting elements.
- the disturbance variables Z determined by the flow probes at the various measuring points 32 and 33 are introduced into the control loop according to FIG.
- the electric motor 30 serving as the actuator controls the chamber 5 acting as the regulator by displacement of the walls 9 or 19, 20 varies in volume, in order to influence the ventilation device 1 forming the controlled system in the sense of achieving an optimal ventilation effect.
- measuring points 34 or 34 ', 34 "in the form of suitable flow probes are provided within the chamber 5.
- These measuring points 34 or 34', 34" or flow probes can be used, for example are used, in addition to the disturbance variables Z determined by the environmental influences, to enter correction variables into the control loop, which in turn then influence the reference variable W of the control loop. As a result, a controlled system with compensation can then be created.
- the 10 is constructed as a so-called continuous control, in which the controlled variable X is continuously measured.
- the controlled system 41 is subject to the disturbance variables Z.
- the controlled variable X is compared with the setpoint value X K , which is either a constant or preferably a time-variable reference variable W.
- the control deviation XW enters into the controller 45, 49 or 59, 60, so that a control value Y comes out of the controller.
- this manipulated variable Y R acts with a negative sign as manipulated variable -Ys on the controlled system 41, in such a way that a difference is formed between the disturbance variable Z and the negative manipulated value -Y s , which then affects the controlled system 41 acts in the sense of eliminating the control deviation XW.
- the ventilation device 1 as shown in FIGS. 4, 5 and 8 and 9, is assigned an axial fan 13 in the area of the passage opening 3, this can of course be functionally included in the control circuit according to FIG. 10, in this way that it is dependent on the environmental conditions present at measuring points 32 and 33 or 33 ', 33 "and possibly also on the pressure and flow conditions prevailing in chamber 5 at measuring points 34 or 34', 34" is switched on and off automatically.
- the ventilation device 1 can also be assigned other measuring points which influence the control circuit according to FIG. 10 as disturbance variables.
- suitable sensors can be used not only to determine temperatures, but also, for example, gas concentrations which influence the control circuit according to FIG. 10 and use it to determine the respective operating state of ventilation device 1.
- the claimed and described method of ventilation for rooms and the ventilation device provided for their implementation can be used wherever it is important to optimally ventilate human lounges.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lüften von Räumen, bei welchem der Luftstrom in einem an beiden Enden mit unterschiedlich großen Durchlaßquerschnitten versehenen, sowie im Bereich zwischen seinen Enden eine Erweiterungskammer aufweisenden Kanal geführt wird. Gegenstand der Erfindung ist aber auch eine Vorrichtung zum Lüften von Räumen mit einem Luftkanal, bei dem die Durchlaßöffnung am einen Kanalende einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung am anderen Kanalende aufweist und im Kanal eine Kammer mit einem vergrößerten Querschnitt angeordnet bzw. ausgebildet ist, deren Wandöffnungen unteren einem Winkel zueinander angeordnet sind.The invention relates to a method for ventilating rooms, in which the air flow is conducted in a passage cross sections of different sizes at both ends, and in the region between its ends a duct having an expansion chamber. The invention also relates to a device for ventilating rooms with an air duct, in which the passage opening at one end of the duct has a substantially larger passage cross section than the passage opening at the other end of the duct and in the duct a chamber with an enlarged cross section is arranged or formed, the Wall openings are arranged at an angle to each other below.
Durch Lüftung werden insbesondere menschliche Aufenthaltsräume mit frischer Luft versorgt, um die in solchen Räumen nachteiligen Veränderungen der Atemluft mindestens so weit auszugleichen, daß diese nicht mehr lästig oder gar schädlich wirken können.Ventilation in particular supplies fresh air to human lounges in order to compensate for the changes in breathing air that are disadvantageous in such rooms at least to such an extent that they can no longer be annoying or even harmful.
Solche Veränderungen der Atemluft werden hervorgerufen durch Wärme-Abgabe, Feuchtigkeits-Abgabe, Kohlendioxyd-Abgabe und Riechstoff-Abgabe des Menschen. Veränderungen der Atemluft ergeben sich aber oft auch durch andere Ursachen, beispielsweise durch Tabakrauch, Staub, Abgase und Gerüche bei bestimmten Arbeitsvorgängen in Werkstätten, Fabrikhallen usw..Such changes in the air we breathe are caused by heat release, moisture release, carbon dioxide release and fragrance release by humans. However, changes in the air we breathe often result from other causes, such as tobacco smoke, dust, exhaust gases and odors during certain work processes in workshops, factories, etc.
Die Grundforderung bei jeder Lüftung ist das Sicherstellen des notwendigen Luftwechsels bei gleichzeitiger Vermeidung von Zugerscheinungen und Schallübertragungen.The basic requirement for every ventilation is to ensure the necessary air exchange while avoiding drafts and sound transmission.
Die Anzahl der durch die Lüftung hervorgerufenen Luftwechsel pro Stunde wird im wesentlichen bestimmt durch die jeweilige Nutzungsart der Aufenthaltsräume. Je nach Nutzungsart und Größe der Aufenthaltsräume liegt dabei die Anzahl der stündlichen Luftwechsel zwischen eins und zwanzig, wobei der Luftwechsel so erfolgen muß, daß je Kopf im stündlichen Mittel ein Luftaustausch zwischen 20 und 30 m3 stattfindet.The number of air changes caused by ventilation per hour is essentially determined by the type of use of the common rooms. Depending on the type of use and size of the common rooms, the number of hourly air changes is between one and twenty, the air change must be such that an air exchange per head takes place between 20 and 30 m 3 per hour.
Die Aufenthaltsräume werden dadurch gelüftet, daß die verbrauchte Raumluft als sogenannte Fortluft ins Freie abgeführt und durch eine entsprechende Menge von Zugluft ausgetauscht wird.The common rooms are ventilated in that the used room air is discharged to the outside as so-called exhaust air and is exchanged for a corresponding amount of drafts.
Ist nur eine geringe Anzahl stündlicher Luftwechsel in den Aufenthaltsräumen notwendig, dann können diese Luftwechsel regelmäßig auf der Basis der sogenannten freien Lüftung bewirkt werden. Das Kriterium dieser freien Lüftung liegt darin, daß der Luftwechsel durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) hervorgerufen wird. Diese sogenannte freie Lüftung findet als Fugen-Lüftung, als Fenster-Lüftung als Kanal-Lüftung und als Schacht-Lüftung statt.If only a small number of hourly air changes are necessary in the common rooms, these air changes can be effected regularly on the basis of the so-called free ventilation. The criterion of this free ventilation is that the air change is caused by the natural properties of the air when there are temperature and pressure differences (wind). This so-called free ventilation takes place as joint ventilation, as window ventilation as duct ventilation and as shaft ventilation.
Eine sichere Raumlüftung, unabhängig von allen Temperatur- und Windverhältnissen, bietet demgegenüber die sogenannte erzwungene Lüftung, das heißt, die Lüftung mit mechanischer Luftförderung. Durch den Lüfter-Betrieb läßt sich nämlich jedem Raum die notwendige Luftmenge zuführen.In contrast, safe room ventilation, regardless of all temperature and wind conditions, is provided by so-called forced ventilation, i.e. ventilation with mechanical air delivery. The fan operation allows the necessary amount of air to be supplied to every room.
Bei der erzwungenen Lüftung kann entweder die Zuluft von außen in das Gebäudeinnere gefördert - also mit Außenluft-Betrieb gearbeitet - werden, oder aber, die Raumluft wird von innen nach außen - also im Abluft-Betrieb - gefördert.In the case of forced ventilation, the supply air can either be conveyed into the building from the outside - that is, it can be operated with outside air - or the room air can be conveyed from the inside to the outside - i.e. in exhaust air mode.
Das wesentliche Kriterium beim Zuluft-Betrieb der erzwungenen Lüftung liegt darin, daß die Raumluft relativ zur Luft im Freien Überdruck hat, während andererseits beim Abluft-Betrieb der erzwungenen Lüftung die Raumluft gegenüber der Luft im Freien Unterdruck aufweist.The main criterion in the supply air operation of the forced ventilation is that the room air has overpressure relative to the air outdoors, while on the other hand, when the forced ventilation is operated in the exhaust air mode, the room air is underpressure compared to the air outdoors.
Die erzwungene Lüftung findet hauptsächlich auf der Basis einer Kanal-Lüftung statt, weil hierdurch die Forderung nach einer optimalen Schalldämmung am besten erfüllt werden kann.The forced ventilation mainly takes place on the basis of duct ventilation because this is the best way to meet the requirement for optimal sound insulation.
Soweit es daher um die erzwungene Lüftung von Räumen geht, bezieht sich also die vorliegende Erfindung ebenfalls auf die Kanal-Lüftung.As far as the forced ventilation of rooms is concerned, the present invention therefore also relates to duct ventilation.
Durch die DE-A-23 08 479 ist bereits ein Lüftungselement für Räume bekannt geworden, das einen an jedem Ende eine Durchlaßöffnung aufweisenden, im wesentlichen quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten Kanal enthält. Dabei stimmt der Luftdurchgangsquerschnitt beider Durchlaßöffnungen in Form und Größe praktisch überein und ist jeweils größer als der Durchtrittsquerschnitt des eigentlichen Kanals bemessen.From DE-A-23 08 479 a ventilation element for rooms has already become known which contains a channel which has a passage opening at each end and is directed essentially transversely to these passage openings. The air passage cross section of both passage openings practically matches in shape and size and is in each case larger than the passage cross section of the actual duct.
Aufgrund dieser Ausgestaltung ergibt sich auf der Basis der sogenannten freien Lüftung, das heißt, durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) nach dem Eintritt des Luftstromes in die eine Durchlaßöffnung innerhalb des Kanals eine aus dem verminderten Kanalquerschnitt resultierende, erhöhte Strömungsgeschwindigkeit, die jedoch am Ende der Kanalstrecke, also bei Erreichen der anderen Durchlaßöffnung wieder abgebaut wird. Da also die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Bereich der beiden Durchlaßöffnungen praktisch gleich groß ist, hat die hiervon abweichende, höhere Luftströmungsgeschwindigkeit innerhalb des querschnittsengeren Kanalabschnitts keinerlei Einfluß auf die Wirksamkeit der Kanal-Lüftung. Bestenfalls kann durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Luft innerhalb des querschnittsengeren Kanalabschnitts den durch Abwinkelung im Strömungsweg hervorgerufenen erhöhten Strömungswiderständen etwas entgegengewirkt werden.On the basis of this configuration, on the basis of the so-called free ventilation, that is to say by utilizing the natural properties of the air in the event of temperature and pressure differences (wind) after the air flow has entered the one passage opening within the channel, this results from the reduced channel cross section. increased flow rate, which is however reduced again at the end of the channel section, that is to say when the other passage opening is reached. Since the flow velocity of the air in the area of the two passage openings is practically the same, the higher, higher air flow velocity within the narrow duct section has no influence on the effectiveness of the duct ventilation. At best, the increased flow velocity of the air within the narrower cross-sectional duct section can somewhat counteract the increased flow resistances caused by bending in the flow path.
Durch die US-A-1 236 157 gehört auch bereits eine Lüftungsvorrichtung zum Stand der Technik, die zwischen einer äußeren und mehreren inneren Durchlaßöffnungen einen in Richtung der Wandebene verlaufenden Kanal aufweist, hierbei ist die äußere Durchlaßöffnung auf halber Länge der einen Wand des Kanals angeordnet, während mindestens je eine innere Durchlaßöffnung jeweils an beiden Enden des Kanals an der gegenüberliegenden Wand vorgesehen ist. Es wird also eine Aufteilung des Luftstromes in zwei im wesentlichen gleiche Teilströme bewirkt, denen jeweils der volle Querschnitt des Kanals zur Verfügung steht. Daher ergibt sich eine wesentliche Verringerung des Strömungswiderstandes.From US-A-1 236 157 a ventilation device belongs to the prior art, which is between one outer and several Ren passage openings has a channel extending in the direction of the wall plane, in this case the outer passage opening is arranged halfway along the one wall of the channel, while at least one inner passage opening is provided at both ends of the channel on the opposite wall. The air flow is thus divided into two substantially equal partial flows, each of which has the full cross section of the duct. This results in a significant reduction in flow resistance.
Bei dieser bekannten Lüftungsvorrichtung wird durch an mehreren Stellen in den Kanalquerschnitt hineinragende Einbauten. z.B. durch die einzelnen Durchlaßöffnungen umgebende Rahmen, eine mehrfache Umlenkung der beiden Luft-Teilströme um jeweils 90° und zwar insgesamt um 360° erreicht, wodurch sich der Strömungswiderstand in den Teilkanälen wieder erhöht.In this known ventilation device is built in at several points in the channel cross section internals. e.g. achieved by the frames surrounding the individual passage openings, a multiple deflection of the two partial air streams by 90 ° and a total of 360 °, whereby the flow resistance in the sub-channels increases again.
Sowohl die Durchlaßöffnungen als auch die im wesentlichen quer dazu gerichteten Teil-Kanäle haben bei dieser Lüftungsvorrichtung einen rechteckigen Querschnitt. Außerdem schließen sich sowohl die hinter der mittleren Durchlaßöffnung als auch die hinter den seitlichen Durchlaßöffnungen liegenden Durchströmstrecken jeweils unmittelbar an den relativ großen Kanalquerschnitt an. Die Luftströmungsgeschwindigkeit wird hierdurch innerhalb des Kanalquerschnitts beträchtlich herabgesetzt, was sich in einer Minderung des Luftdurchsatzes auswirkt.Both the passage openings and the substantially transverse sub-channels have a rectangular cross section in this ventilation device. In addition, both the flow paths located behind the central passage opening and the flow paths located behind the lateral passage openings each directly adjoin the relatively large channel cross section. As a result, the air flow velocity is considerably reduced within the duct cross section, which results in a reduction in the air throughput.
Eine aus der US-A-1 236 157 weiter entwickelte Lüftungsvorrichtung zeichnet sich nach der US-A-1 375 378 dadurch aus, daß in den sich an die mittlere Durchlaßöffnung anschließenden Teilkanälen des Gehäuses Einbauten angeordnet sind, die den geraden Weg der Luft zu den an die beiden Kanalenden anschließenden Durchlaßöffnungen versperren. Diese Einbauten erstrecken sich im wesentlichen in Längsrichtung der beiden Teilkanäle und bilden gegen die Ebene der Durchlaßöffnungen geneigte Leitwände. Auch hier schließt sich die hinter der mittleren Durchlaßöffnung liegende Durchströmstrecke jeweils unmittelbar an einen relativ großen Kanalquerschnitt an, dessen Tiefe sich jedoch in Richtung zu den Kanalenden hin stetig vermindert. Hierdurch soll die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die beiden Teilkanäle so beeinflußt werden, daß sie möglichst gleich bleibt, obwohl die Durchtrittsfläche der an die beiden Kanalenden anschließenden Durchlaßöffnungen jeweils wesentlich größer bemessen ist als die Durchtrittsfläche der mittleren Durchlaßöffnung.A ventilation device further developed from US-A-1 236 157 is distinguished according to US-A-1 375 378 in that internals are arranged in the subchannels of the housing which adjoin the central passage opening and which direct the air to the air block the passage openings adjoining the two channel ends. These internals extend essentially in the longitudinal direction of the two sub-channels and form guide walls inclined towards the plane of the passage openings. Here, too, the flow path located behind the central passage opening immediately adjoins a relatively large channel cross section, the depth of which, however, decreases steadily in the direction of the channel ends. This is intended to influence the air flow rate through the two subchannels in such a way that it remains as constant as possible, although the passage area of the passage openings adjoining the two channel ends is in each case dimensioned substantially larger than the passage area of the central passage opening.
Die DE-A-23 31 841 offenbart eine Lüftungsvorrichtung, die in ihrem Grundaufbau mit derjenigen nach der US-A-12 36157 übereinstimmt. Bei ihr erstreckt sich nämlich ebenfalls ein der Luftführung dienender Kanal von einer mittleren Durchlaßöffnung aus nach zwei entgegengesetzten Richtungen, so daß eine Aufteilung des Luftstromes in zwei im wesentlichen gleiche Teilströme erfolgt, denen jeweils bis zu den an den beiden Kanalenden vorgesehenen weiteren Durchlaßöffnungen der volle Kanalquerschnitt zur Verfügung steht.DE-A-23 31 841 discloses a ventilation device which has the same basic structure as that of US-A-12 36157. In this case, an air duct also extends from a central passage opening in two opposite directions, so that the air flow is divided into two substantially equal partial flows, each of which has the full channel cross-section up to the further passage openings provided at the two channel ends is available.
Wie beispielsweise die DE-A-1931 346 erkennen läßt, ist es auch bereits bekannt, Kanal-Lüftungen einen Ventilator oder ein Querstromgebläse im Bereich einer der Durchlaßöffnungen zuzuordnen, um hierdurch eine ZwangsLüftung zu bewirken, die unabhängig von allen Temperatur- und Windverhältnissen zu einer sicheren Raumlüftung führt. In diesem Falle ist der gesamte Durchströmquerschnitt des Kanalabschnitts aber größer bemessen, als der Querschnitt der beiden an den verschiedenen Kanalenden vorgesehenen Durchlaßöffnungen. Der Querschnitt dieser beiden Durchlaßöffnungen ist jedoch wiederum unterschiedlich groß, und zwar ist er für die Durchlaßöffnung, welcher der Ventilator bzw. das Querstromgebläse zugeordnet ist, kleiner gewählt, als für die Durchlaßöffnung, die von der mechanischen Luftfördereinrichtung entfernt liegt.As can be seen, for example, from DE-A-1931 346, it is also already known to assign duct ventilators to a fan or a cross-flow fan in the region of one of the passage openings, in order to bring about forced ventilation which is independent of all temperature and wind conditions safe room ventilation. In this case, however, the total flow cross section of the channel section is larger than the cross section of the two passage openings provided at the different channel ends. However, the cross-section of these two passage openings is again of different sizes, namely that it is chosen smaller for the passage opening to which the fan or the cross-flow fan is assigned than for the passage opening which is located away from the mechanical air conveying device.
Bei dieser mit mechanischer Luftförderung arbeitenden Kanal-Lüftung wird der durch den Ventilator oder das Querstromgebläse angesaugte Luftstrom durch den vergrößerten KanalQuerschnitt in seiner Strömungsgeschwindigkeit beträchtlich verringert und hierbei gleichzeitig der vom Ventilator oder Querstromgebläse erzeugte (geringfügige) Überdruck abgebaut. Das Ausmaß des Druckabbaus ist dabei wesentlich abhängig von drei Größen, nämlich 1. von der Förderleistung des Ventilators oder Querstromgebläses, 2. vom Gesamtvolumen des Lüfterelementes zwischen den beiden Durchlaßöffnungen und 3. vom Luftdurchgangsquerschnitt der vom Ventilator bzw. Querstromgebläse entfernten Durchlaßöffnung. Ist das Gesamtvolumen des Lüftungselementes und der Luftdurchgangsquerschnitt der zweiten Durchlaßöffnung relativ zur Förderleistung des Ventilators bzw. Querstromgebläses groß, dann findet auch ein entsprechend großer Druckabbau statt und es tritt eine beträchtliche Verminderung der Luftströmungsgeschwindigkeit im Bereich der zweiten Durchlaßöffnung ein.In this duct ventilation, which works with mechanical air conveying, the air flow sucked in by the fan or the cross-flow blower is considerably reduced in its flow velocity by the enlarged duct cross-section and at the same time the (slight) excess pressure generated by the fan or cross-flow blower is reduced. The extent of the pressure reduction is essentially dependent on three sizes, namely 1. on the delivery capacity of the fan or cross-flow fan, 2. on the total volume of the fan element between the two passage openings and 3. on the air passage cross section of the passage opening removed from the fan or cross-flow fan. If the total volume of the ventilation element and the air passage cross-section of the second passage opening are large relative to the delivery capacity of the fan or cross-flow fan, then a correspondingly large pressure reduction takes place and there is a considerable reduction in the air flow speed in the region of the second passage opening.
Eine Lüftungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist durch die DE-A-2240937 bekannt. Hierbei wird die Kammer dadurch gebildet, daß die der größeren Durchlaßöffnung benachbarte Begrenzungswand für den Kanal eine in Richtung des gewünschten Strömungsverlaufes abgeschrägte Endfläche aufweist. Diese abgeschrägte Endfläche hat jedoch zur Folge, daß sich der Querschnitt der Kammer dort einerseits von der Durchlaßöffnung aus allmählich vergrößert, während er sich andererseits zur kammerseitigen Mündung des Kanals hin in entsprechendem Maße allmählich verkleinert. Hieraus resultiert dann teils eine diffusorartige und teils eine düsenartige Wirkung der Kammer.A ventilation device of the generic type is known from DE-A-2240937. Here, the chamber is formed in that the boundary wall for the channel, which is adjacent to the larger passage opening, has an end surface which is beveled in the direction of the desired flow pattern. However, this beveled end surface has the result that the cross section of the chamber there gradually increases on the one hand from the passage opening, while on the other hand it gradually decreases to a corresponding extent towards the chamber-side mouth of the channel. This results in a diffuser-like and a nozzle-like effect of the chamber.
Bei dieser Lüftungsvorrichtung weist auch die Kammer in ihrer unmittelbar an die Durchlaßöffnung anschließenden Ebene eine Querschnittsfläche auf, die in ihrer Größenordnung praktisch gleich der Querschnittsfläche der Durchlaßöffnung ist. Von dort aus bildet kann die Kammer gewissermaßen einen Trichter zur kammerseitigen Mündung des Kanals hin.In this ventilation device, the chamber also has a cross-sectional area in its plane directly adjoining the passage opening, which is practical in its size is equal to the cross-sectional area of the passage opening. From there, the chamber forms a funnel to the chamber-side mouth of the channel.
Diese bekannte Ausgestaltung einer Lüftungsvorrichtung hat sich hinsichtlich ihrer Wirkungsweise als nachteilig erwiesen, weil hier die Kammer dem Luftdurchsatz durch den Kanal nicht förderlich ist, sondern ihn eher beeinträchtigt, indem sie nämlich einerseits relativ zur Durchlaßöffnung als eine Art Diffusor und andererseits mit Bezug auf den Kanaleingang düsenar- tig wirkt. Die hieraus resultierenden einander entgegengerichteten Effekte beeinträchtigen nämlich das Strömungsverhalten der Luft im Kanal nachhaltig und haben damit zwangsläufig Durchsatzverluste zur Folge. Da bei der bekannten Lüftungsvorrichtung auch zwischen der im Durchgangsquerschnitt kleineren Durchlaßöffnung und dem Kanal eine ähnliche Kammer mit vergrößertem Querschnitt angeordnet bzw. ausgebildet ist, ergeben sich die negativen Effekte in verstärktem Maße, so daß die Durchsatzverluste nur durch zusätzlichen Einbau eines Gebläses in eine der Kammern ausgeglichen werden können.This known design of a ventilation device has proven to be disadvantageous in terms of its mode of operation, because here the chamber is not conducive to the air throughput through the duct, but rather rather impairs it, namely on the one hand relative to the passage opening as a type of diffuser and on the other hand with reference to the duct entrance düsenar- ti g acts. The resulting mutually opposing effects have a lasting effect on the flow behavior of the air in the duct and inevitably result in throughput losses. Since in the known ventilation device a similar chamber with an enlarged cross-section is arranged or formed between the smaller passage cross-section and the duct, the negative effects arise to an increased extent, so that the throughput losses only result from the additional installation of a blower in one of the chambers can be compensated.
Eine ähnliche Wirkungsweise haben auch Kanal-Lüftungen mit mechanischer Luftförderung, bei welchen der oder die Ventilatoren unmittelbar in den Durchströmquerschnitt des zwischen den beiden Durchla8öffnungen liegenden Kanalabschnitts eingebaut sind, wie das z.B. nach DE-B-1 199 956, 1 219 203, 1 222 642 und 1 239 832 bekannt geworden ist.Duct vents with mechanical air delivery have a similar mode of operation, in which the fan or fans are built directly into the flow cross-section of the duct section lying between the two openings, such as e.g. according to DE-B-1 199 956, 1 219 203, 1 222 642 and 1 239 832.
Auch bei diesen bekannten Kanal-Lüftungselementen mit mechanischer Luftförderung ist der Luftdurchgangsquerschnitt beider an den verschiedenen Kanalenden vorgesehener Luftdurchgangsöffnungen relativ zum Durchströmquerschnitt des sie miteinander verbindenden Kanalabschnitts groß. Im Grunde genommen unterscheiden sich diese bekannten Lüftungsvorrichtungen also von der Lüftungsvorrichtung nach der DE-C-2308479 nur durch den zusätzlichen Einbau von Ventilatoren zwecks Erzielung einer mechanischen Luftförderung.In these known duct ventilation elements with mechanical air conveyance, the air passage cross section of both air passage openings provided at the different duct ends is large relative to the flow cross section of the duct section connecting them. Basically, these known ventilation devices differ from the ventilation device according to DE-C-2308479 only by the additional installation of fans in order to achieve mechanical air delivery.
Die CH-A-384 173 offenbart einen Luft-Stutzen, der in einen Luft-Strömungskanal relativ großen Querschnitts eingesetzt wird und zwei hintereinander angeordnete, düsenartige Verengungen aufweist. Durch diesen Abluft-Stutzen sollen in den Luft-Strömungskanal großen Querschnitts Zusatz-Luftströme so eingespeist werden, daß sie die Strömung im Hauptkanal beschleunigen.CH-A-384 173 discloses an air connector which is inserted into an air flow channel of relatively large cross-section and has two nozzle-like constrictions arranged one behind the other. By means of this exhaust air connection, additional air flows are to be fed into the air flow channel of large cross section in such a way that they accelerate the flow in the main channel.
Die Wirkungsweise des bekannten Abluft-Stutzens ist daher eine andere als diejenige der Lüftungsvorrichtung nach der DE-A-2 240 837.The mode of operation of the known exhaust port is therefore different from that of the ventilation device according to DE-A-2 240 837.
Die US-A-3 800 685 behandelt ein Lüftungssystem, welches mit einem Haupt-Strömungskanal und einem Hilfs-Strömungskanal für die Luft arbeitet, wobei beide Strömungskanäle parallel zueinander und in horizontalem Abstand übereinander verlaufen sowie durch einen vertikalen Verbindungskanal zusammenarbeiten. Die Zusammenarbeit zwischen dem Haupt-Strömungskanal und dem Hilfs-Strömungskanal ist dabei von solcher Art, daß ein Teil der in den Hilfs-Strömungskanal eintretenden Luft über den Verbindungskanal als Zusatzluft in den Haupt-Strömungskanal eingespeist wird. Wenn bei dem bekannten Lüftungssystem bestimmte Querschnittsverhältnisse zwischen dem Haupt-Strömungskanal und dem Hilfs-Strömungskanal vorgesehen werden, ist es notwendig, zwischen dem Hilfs-Strömungskanal und dem Verbindungskanal eine Druckkammer auszubilden, damit sichergestellt wird, daß ein bestimmter Anteil der den Hilfs-Strömungskanal durchfließenden Luft auch tatsächlich als Zusatzluft in den Haupt-Strömungskanal eingespeist wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Haupt-Strömungskanal und der Hilfs-Strömungskanal übereinstimmende Querschnitte haben, oder auch dann, wenn der Haupt-Strömungskanal im Einspeisungsbereich der Zusatzluft eine Beschleunigungsstrecke besitzt.US-A-3 800 685 deals with a ventilation system which works with a main flow duct and an auxiliary flow duct for the air, both flow ducts running parallel to one another and at a horizontal distance above one another and working together through a vertical connecting duct. The cooperation between the main flow channel and the auxiliary flow channel is such that part of the air entering the auxiliary flow channel is fed as additional air into the main flow channel via the connecting channel. If, in the known ventilation system, certain cross-sectional relationships are provided between the main flow channel and the auxiliary flow channel, it is necessary to form a pressure chamber between the auxiliary flow channel and the connecting channel, in order to ensure that a certain proportion of those flowing through the auxiliary flow channel Air is actually fed into the main flow duct as additional air. This is the case, for example, if the main flow channel and the auxiliary flow channel have matching cross sections, or also if the main flow channel has an acceleration section in the feed region of the additional air.
Der bauliche Aufwand für dieses bekannte Lüftungssystem ist aber beträchtlich.The construction effort for this known ventilation system is considerable.
Zweck der Erfindung ist es, die Wirkungsweise der Kanal-Lüftung zu verbessern, und zwar gleichgültig, ob diese nach dem Prinzip der sogenannten freien Lüftung oder aber nach dem Prinzip der Zwangslüftung arbeitet. Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lüftungsverfahren und eine Lüftungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch das bzw. mit deren Hilfe menschliche Aufenthaltsräume in optimaler Weise gelüftet werden können, ohne daß sich lästige oder gar schädliche Zuglufterscheinungen und Schallübertragungen ergeben können.The purpose of the invention is to improve the operation of the duct ventilation, regardless of whether it works on the principle of so-called free ventilation or else on the principle of forced ventilation. The invention is therefore based on the object of specifying a ventilation method and a ventilation device of the generic type, by means of which or with the aid of which human lounges can be optimally ventilated without the occurrence of annoying or even harmful drafts and sound transmissions.
Durchgeführte Versuche haben nun gezeigt, daß dieses komplexe Problem überraschend einfach verfahrenstechnisch sowohl für die sogenannte freie Lüftung als auch für die Zwangslüftung von Räumen gelöst werden kann, wenn nach der Erfindung das Druckniveau des Luftstromes bei seinem Einströmen in die Erweiterungskammer plötzlich gesenkt und dann vor seinem Ausströmen aus dieser wiederum plötzlich erhöht wird und daß dabei der Luftstrom zwischen der Drucksenkung und der Druckerhöhung ab- bzw. umgelenkt wird.Carried out experiments have now shown that this complex problem can be solved surprisingly simply procedurally both for the so-called free ventilation and for the forced ventilation of rooms if, according to the invention, the pressure level of the air flow suddenly drops when it flows into the expansion chamber and then before it Outflow from this in turn is suddenly increased and that the air flow between the pressure drop and the pressure increase is deflected or deflected.
Durch diese verfahrenstechnische Maßnahme läßt sich überraschender Weise, gleichgültig ob Be- oder Entlüftungsbetrieb stattfindet, eine erhöhte Förderleistung erzielen, weil die Kammer nach dem Druckkesselprinzip arbeitet und somit in Strömungsrichtung der Luft einen Pumpeffekt hervorruft.This procedural measure surprisingly, regardless of whether ventilation or venting operation takes place, an increased delivery rate can be achieved because the chamber works on the pressure boiler principle and thus causes a pumping effect in the flow direction of the air.
Erfindungsgemäß hat es sich zum Belüften des Raumes als günstig erwiesen, wenn das Druckniveau des geführten Luftstromes nahe dessen stromaufwärtigem Ende beeinflußt wird.According to the invention, it has proven to be advantageous for ventilating the room if the pressure level of the guided air flow is influenced near its upstream end.
Für das Entlüften des Raumes ist es andererseits günstig, wenn das Druckniveau des geführten Luftstromes nahe dessen stromabwärtigem Ende beeinflußt wird.On the other hand, it is favorable for venting the room if the pressure level of the guided air flow is influenced near its downstream end.
Beim Belüften des Raumes läßt sich der Luftstrom etwa gleichzeitig mit der Erhöhung seines Druckniveaus auch in mehrere Teilströme aufspalten, während er für das Entlüften von Räumen etwa gleichzeitig mit der Absenkung des Druckniveaus aus mehreren Teilströmen vereinigt werden kann.When the room is ventilated, the air flow can be increased approximately at the same time Split the pressure levels into several partial flows, while it can be combined with the lowering of the pressure level from several partial flows for the ventilation of rooms.
Der durch das Senken und anschließende Erhöhen des Druckniveaus im Luftstrom hervorgerufene Pumpeffekt läßt sich erfindungsgemäß wiederum beeinflussen, und zwar dadurch, daß das Ausmaß der Absenkung und der darauffolgenden Erhöhung des Druckniveaus volumetrisch geregelt bzw. geändert wird.The pumping effect brought about by the lowering and subsequent increase in the pressure level in the air stream can in turn be influenced according to the invention by regulating or changing the extent of the lowering and the subsequent increase in the pressure level volumetrically.
Eine Lüftungsvorrichtung zur Ausübung des Lüftungsverfahrens mit einem Luftkanal, bei dem die Durchlaßöffnung am einen Kanalende einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung am anderen Kanalende aufweist und im Kanal eine Kammer mit einem vergrößerten Querschnitt angeordnet bzw. ausgebildet ist, deren Wandöffnungen unter einem Winkel zueinander liegen, zeichnet sich erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch aus, daß die Kammer einen sich plötzlich gegenüber der einen Wandöffnung vergrößernden Querschnitt hat und die andere Wandöffnung wiederum mit plötzlich verengtem Querschnitt an die Kammer angeschlossen ist.A ventilation device for practicing the ventilation process with an air duct, in which the passage opening at one duct end has a substantially larger passage cross-section than the passage opening at the other duct end and a chamber with an enlarged cross section is arranged or formed in the duct, the wall openings of which lie at an angle to one another , is characterized according to the invention essentially by the fact that the chamber suddenly has a cross section that increases in relation to the one wall opening and the other wall opening is in turn connected to the chamber with a suddenly narrow cross section.
Aufgrund dieser Ausbildungsmerkmale arbeitet die Lüftungsvorrichtung nach dem bereits erwähnten Druckbehälterprinzip, d.h. der jeweils in der Kammer anstehende Druck ist bestimmend für die Druck- und damit auch für die Strömungsverhältnisse in den sich an diese Kammer anschließenden, querschnittsengeren Bereichen des Lüftungskanals.Due to these training features, the ventilation device works according to the pressure vessel principle already mentioned, i.e. The pressure prevailing in the chamber is decisive for the pressure and thus also for the flow conditions in the areas of the ventilation duct which are narrower in cross-section and adjoin this chamber.
Es hat sich erfindungsgemäß auch als nachahmenswert erwiesen, die Querschnittsebene der Kammer parallel zur Ebene der Durchlaßöffnung etwa um ein Mehrfaches größer als den Querschnitt dieser Durchlaßöffnung zu machen. Auch der Querschnitt der Kammer parallel zur Ebene des Kanalquerschnitts sollte um ein Mehrfaches größer als der Kanal-Gesamtquerschnitt gemacht werden.It has also proven to be worth copying according to the invention to make the cross-sectional plane of the chamber parallel to the plane of the passage opening approximately several times larger than the cross section of this passage opening. The cross-section of the chamber parallel to the level of the channel cross-section should also be made several times larger than the overall channel cross-section.
Im Rahmen der Erfindung kann es sich auch als wichtig erweisen, der Durchlaßöffnung eine andere geometrische Querschnittsform zu geben als der Kammer und dem Kanal.Within the scope of the invention it can also prove important to give the passage opening a different geometric cross-sectional shape than the chamber and the channel.
Die schall- und lüftungstechnische Effektivität einer solchen Lüftungsvorrichtung läßt sich auch dadurch beeinflussen, daß zwei Kanalabschnitte an sich gegenüberliegende Wandungen der Kammer angeschlossen werden. Dem gleichen Zweck ist es aber auch dienlich, die größere Durchlaßöffnung mit einer in die Kammer hineinragenden, halsartigen Verlängerung zu versehen.The sound and ventilation effectiveness of such a ventilation device can also be influenced by connecting two duct sections to opposite walls of the chamber. For the same purpose it is also useful to provide the larger passage opening with a neck-like extension protruding into the chamber.
Wenn erfindungsgemäß in die größere Durchlaßöffnung ein Axialventilator als Luftförderer eingebaut ist und dabei die halsartige Verlängerung einen den Axialventilator umgebenden Mantelring bildet, dann kann auf einfache Art und Weise der Lüftungskanal für eine zwangsweise Luftbewegung ausgebaut werden. Über den Axial-Ventilator lassen sich dann nämlich die Druckverhältnisse innerhalb der Kammer in Abhängigkeit von seiner Förderleistung beeinflussen. Praktische Versuche haben dabei ergeben, daß durch das Zusammenarbeiten des Axial-Ventilators mit der der Durchlaßöffnung benachbarten Kammer nur Spaltverluste entstehen, die etwa in der Größenordnung von 50 % liegen. Demgegenüber hat sich gezeigt, daß bei unmittelbarem Einbau des Axial-Ventilators in einen Lüftungskanal entsprechenden Querschnitts Spaltverluste auftreten können, die bei etwa 90 % liegen. Damit ist augenfällig belegt, daß der Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen, nach dem Druckbehälterprinzip arbeitenden, Lüftungsvorrichtung sich gegenüber der herkömmlichen Bauart praktisch um einen erheblichen Faktor erhöht.If, according to the invention, an axial fan is installed as an air conveyor in the larger passage opening and the neck-like extension forms a jacket ring surrounding the axial fan, then the ventilation duct can be easily removed for forced air movement. The axial fan can then be used to influence the pressure conditions within the chamber as a function of its delivery rate. Practical tests have shown that the cooperation of the axial fan with the chamber adjacent to the passage opening only results in gap losses which are of the order of 50%. In contrast, it has been shown that when the axial fan is installed directly in a ventilation duct of corresponding cross-section, gap losses can occur which are around 90%. This clearly shows that the efficiency of a ventilation device according to the invention, which works according to the pressure vessel principle, increases practically by a considerable factor compared to the conventional design.
Wird der Axial-Ventilator mit einer zu seiner Rotationsebene symmetrischen Beschaufelung versehen und durch einen reversierbaren Elektromotor angetrieben, dann kann ein und dieselbe Lüftungsvorrichtung wahlweise für die Zwangsbelüftung oder die Zwangsentlüftung eines Raumes eingesetzt werden.If the axial fan is provided with blades that are symmetrical to its rotation plane and driven by a reversible electric motor, one and the same ventilation device can be used either for forced ventilation or for forced ventilation of a room.
Weitere Erfindungsmerkmale liegen darin, daß einerseits die an die Kammer anschließenden Kanalabschnitte und die Durchlaßöffnung kleineren Querschnitts in Formteilen aus Schalldämm- Werkstoff ausgebildet sind, während andererseits die der.Durchlaßöftnung größeren Querschnitts gegenüber liegende Wand der Kammer abnehmbar ausgebildet bzw. angeordnet ist. Zu Reinigungszwecken sind damit sämtliche Teile der Lüftungsvorrichtung jederzeit leicht zugänglich.Further features of the invention lie in the fact that, on the one hand, the channel sections adjoining the chamber and the passage opening with a smaller cross section are formed in molded parts made of soundproofing material, while, on the other hand, the wall of the chamber opposite the passage opening having a larger cross section is designed to be removable or arranged. All parts of the ventilation device are therefore easily accessible at all times for cleaning purposes.
Damit das Ausmaß der Absenkung und der darauffolgenden Erhöhung des Druckniveaus im geführten Luftstrom auf einfache Weise beeinflußt werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mindestens eine Wandung der Kammer durch eine Antriebsvorrichtung, z.B. einen Elektromotor, verstellbar ist. Die Antriebsvorrichtung kann über ein Untersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Schraubengetriebe oder eine langsam laufende Kurbel, an der verstellbaren Wandung angreifen.So that the extent of the lowering and the subsequent increase in the pressure level in the guided air flow can be influenced in a simple manner, the invention provides that at least one wall of the chamber is driven by a drive device, e.g. an electric motor that is adjustable. The drive device can engage the adjustable wall via a reduction gear, for example a screw gear or a slowly running crank.
Damit das Volumen der Kammer in Abhängigkeit von unterschiedlichen Druck- und/ oder Strömungsverhältnissen oder auch von anderen wechselnden Umweltbedingungen, wie beispielsweise Temperaturen, Gaskonzentrationen od. dgl., verändert werden kann, sind verschiedenen Stellen des Strömungsweges Meßpunkte zugeordnet, die von Strömungssonden gebildet werden, welche mit einer Vergleichsschaltung, z.B. einem Regelkreis, in Verbindung stehen, die bzw. der einen Stellwertgeber für die Antriebsvorrichtung bildet.So that the volume of the chamber can be changed as a function of different pressure and / or flow conditions or also of other changing environmental conditions, such as temperatures, gas concentrations or the like, various points of the flow path are assigned to measurement points which are formed by flow probes. which with a comparison circuit, e.g. a control circuit, which forms a control value transmitter for the drive device.
Als Strömungssonden lassen sich druckabhängige Kapazitäten oder Induktivitäten, piezoelektrische Kristalle oder auch durch Druckeinfluß längenveränderbare Widerstände (Dehnungsmeßstreifen) vorsehen. Auch Biegeschwinger aus Seignettesalz lassen sicht ggf. als Strömungssonden einsetzen. Schließlich können dem Regelkreis als zusätzliche Meßpunkte auch Sensoren zugeordnet werden, die beispielsweise auf Temperaturänderungen, Änderungen der Gaskonzentration od. dgl. ansprechen.Pressure-dependent capacitors or inductors, piezoelectric crystals or resistors (strain gauges) variable in length due to the influence of pressure can be provided as flow probes. Bending vibrators made of Seignette salt can also be used as flow probes. Finally, sensors can also be assigned to the control loop as additional measuring points, for example respond to changes in temperature, changes in gas concentration or the like.
- Fig. 1 zeigt in schematisch vereinfachter Prinzipdarstellung einen Horizontalschnitt durch den Grundaufbau einer Lüftungsvorrichtung, inFig. 1 shows a schematic simplified schematic diagram of a horizontal section through the basic structure of a ventilation device, in
- Fig. 2 ist die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 1 in Ansicht von vorne schematisch dargestellt,2 shows the ventilation device according to FIG. 1 schematically in a view from the front,
- Fig. 3 zeigt in räumlicher Prinzipdarstellung eine abgewandelte Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2,3 shows in a basic spatial representation a modified embodiment of the ventilation device according to FIGS. 1 and 2,
- Fig. 4 zeigt in einem horizontalen Längsschnitt und ausführlicher Darstellung die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 in schalldämmender Ausführung und in ein prismenförmiges Gehäuse eingebaut, dieFig. 4 shows a horizontal longitudinal section and detailed representation of the ventilation device according to Fig. 3 in a sound-absorbing version and installed in a prism-shaped housing, the
- Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Querschnitte durch die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 4, und zwar entsprechend den Linien V-V, VI-VI und VII-VII.5 to 7 show different cross-sections through the ventilation device according to FIG. 4, namely according to lines V-V, VI-VI and VII-VII.
- Fig. 8 zeigt in schematisch vereinfachter Schnittdarstellung eine Lüftungsvorrichtung mit einer hinsichtlich ihres Volumens regelbaren Durchströmstrecke, inFIG. 8 shows a schematically simplified sectional illustration of a ventilation device with a flow path that is adjustable in terms of its volume, in
- Fig. 9 ist in entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform einer Lüftungsvorrichtung mit einer hinsichtlich ihres Volumens regelbaren Durchströmstrecke dargestellt, während9 is a corresponding representation of a modified embodiment of a ventilation device with a flow path that is adjustable in terms of volume, while
- Fig. 10 rein schematisch einen Regelkreis zeigt, in dem die Regelstrecke von der in ihrem Volumen veränderbaren Durchströmstrecke der Lüftungsvorrichtung und der Regler von dem die Votumensänderung bewirkenden Stellglied gebildet ist.10 shows a control circuit in a purely schematic manner, in which the control system is formed by the flow path of the ventilation device, which can be changed in volume, and the controller is formed by the actuator which changes the vote.
Bei der Lüftung von menschlichen Aufenthaltsräumen kommt es darauf an, eine ausreichende Zahl von Luftwechseln unter gleichzeitiger Verhinderung von Zuglufterscheinungen und Schallübertragungen zu erzielen. Je nach Nutzungsart der Räume liegt dabei die Zahl der stündlich erforderlichen Luftwechsel zwischen 2 und 15. das heißt, die Raumluft muß stündlich zwischen 2 und 15 mal erneuert werden. Als Mindestmenge der stündlich je Person dem Raum zugeführten Außenluftmenge - das ist die Außenluftrate - gelten nach den VDI-Lüftungsregein bei Räumen mit Rauchverbot 20 m3, bei Räumen in denen geraucht wird 30 m3.When it comes to ventilating human lounges, it is important to achieve a sufficient number of air changes while at the same time preventing drafts and sound transmission. Depending on the type of use of the rooms, the number of air changes required every hour is between 2 and 15, which means that the room air must be replaced between 2 and 15 times every hour. According to the VDI Ventilation Regulations, the minimum amount of outside air supplied to the room per person per hour - that is the outside air rate - applies to rooms with a smoking ban of 20 m 3 , for rooms in which smoking is 30 m 3 .
Um diesen Forderungen auf der Basis einer sogenannten Kanal-Lüftung in optimaler Weise Rechnung zu tragen, bei welcher die Luftförderung durch einen an jedem Ende mindestens eine Durchla8öffnung aufweisenden, insbesondere quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten, Kanal erfolgt, ist ein Verfahren entwickelt worden, bei dem der Luftstrom in der einen Durchlaßöffnung durch einen wesentlich größeren Querschnitt als in der anderen Durchlaßöffnung geführt und dabei im Kanal unmittelbar vor oder hinter dem größeren Querschnitt spontan durch eine Strecke mit noch größerem Querschnitt geleitet wird.In order to optimally meet these requirements on the basis of a so-called duct ventilation, in which the air is conveyed through a duct having at least one passage opening at each end, in particular directed transversely to these passage openings, a method has been developed in which the air flow in one passage opening is guided through a substantially larger cross section than in the other passage opening and is spontaneously conducted in the duct immediately before or after the larger cross section through a section with an even larger cross section.
Dieses Lüftungsverfahren ist nicht nur bei der sogenannten freien Lüftung anwendbar, bei der die Luftwechsel in dem betreffenden Raum allein durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) hervorgerufen wird ; vielmehr kann es für die sogenannte erzwungene Lüftung Einsatz finden, die unabhängig von allen Temperatur-und Windverhältnissen eine sichere Raumlüftung durch mechanische Luftförderung erreicht. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei auch daß sich dieses Lüftungsverfahren gleichermaßen gut zur Belüftung als auch zur Entlüftung der Aufenthaltsräume eignet.This ventilation method is not only applicable to the so-called free ventilation, in which the air change in the room in question is caused solely by utilizing the natural properties of the air in the event of temperature and pressure differences (wind); rather, it can be used for so-called forced ventilation, which achieves safe room ventilation through mechanical air conveyance regardless of all temperature and wind conditions. It is also essential that this ventilation method is equally well suited for ventilation as well as for the ventilation of the common rooms.
Besonders wichtig ist dabei, daß zur Durchführung des Lüftungsverfahrens in jedem Falle der gleiche Grundaufbau für die Lüftungsvorrichtung zum Einsatz gelangen kann.It is particularly important that the same basic structure for the ventilation device can be used to carry out the ventilation process.
Der Grundaufbau für eine solche Lüftungsvorrichtung 1 ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt.The basic structure for such a
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die Lüftungsvorrichtung 1 einen Kanal 2 auf, der an jedem seiner beiden Enden eine Durchlaßöffnung 3 bzw. 4 besitzt. Dabei erstreckt sich der Kanal 2 im wesentlichen quer zur Ebene der beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4. Die Durchlaßöffnungen 3 und 4 sind verschiedenen Kanalseiten zugeordnet und befinden sich, bezogen auf die Einbauebene der Lüftungsvorrichtung 1 vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Kanalseiten.1 and 2, the
Ein wesentliches Merkmal der Lüftungsvorrichtung 1 besteht darin, daß die beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4 größenmäßig völlig verschiedene Luftdurchgangsquerschnitte haben, und dabei beispielsweise die Durchlaßöffnung 3 wesentlich größer bemessen ist als die Durchlaßöffnung 4.An essential feature of the
Gleichermaßen wichtig ist es aber auch, daß im Kanal 2, unmittelbar an die größere Durchlaßöffnung 3 anschließend, eine Kammer 5 angeordnet bzw. ausgebildet wird, die einen relativ zur größeren Durchlaßöffnung wiederum und zwar spontan vergrößerten Querschnitt aufweist.It is equally important, however, that a
Dieser größere Querschnitt der Kammer 5 geht, und zwar wiederum unter spontaner Verengung, in die Kanalstrecke 6 über, deren Durchströmquerschnitt nicht nur kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 3 und der Kammer 5, sondern auch kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 4 ist.This larger cross section of the
Es hat sich auch als wichtig erwiesen, daß sich die Kanalstrecke 6 an die Kammer 5 relativ zur Durchlaßöffnung 3 unter einem spitzen, oder beispielsweise einem rechten Winkel anschließt, und zwar so, daß die kammerseitige Mündung 7 des Kanalabschnitts 6 sowohl von der Vorderwand 8 und der Rückwand 9 als auch von der Bodenwand 10 und der Deckenwend 11 Abstand aufweist.It has also proven to be important that the
Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn die Ränder der Mündung 7 des Kanalabschnitts 6 von der Vorderwand 8, der Bodenwand 10 und der Deckenwand 11 der Kammer 5 etwa übereinstimmenden Abstand haben, während sie von der Rückwand 9 der Kammer 5 einen größeren, und zwar mindestens den doppelten Abstand aufweisen.It has proven to be useful if the edges of the
Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Durchlaßöffnung 3 durch einen in die Kammer 5 hineinragenden Mantelring 12 begrenzt wird, dessen Länge etwa gleich dem Abstand zwischen der Vorderwand 8 der Kammer 5 und der ihr benachbarten Mündungskante des Kanalabschnitts 6 ist.From Fig. 1 it follows that the
Fig. 2 zeigt, daß beide Durchlaßöffnungen 3 und 4 kreisförmig ausgeführt sind, während die Kammer 5 die Form eines rechteckigen Kastens hat. Auch die Kanalstrecke 6 ist in ihrem Durchströmquerschnitt etwa rechteckig gestaltet.Fig. 2 shows that both
Aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung für die Lüftungsvorrichtung 1 wirkt diese nach dem Druckbehälter-Prinzip, das heißt, das Strömungsverhalten der Luft durch die gesamte Lüftungsvorrichtung 1 wird vom Volumen der Kammer 5 und den an den unterschiedlichen großen Durchlaßöffnungen 3 und 4 jeweils anstehenden Druckdifferenzen bestimmt.Because of the design described for the
Während bei der Kanal-Lüftung üblicherweise Wert darauf gelegt wird, daß die Lüftungskanäle einen möglichst geringen Strömungswiderstand haben, sind beim beschriebenen Aufbau einer Lüftungsvorrichtung bewußt und in bestimmter Weise örtlich begrenzte Strömungswiderstände eingebaut. Hierdurch wird über die Kammer 5 gewissermaßen ein Pumpeffekt hervorgerufen, welcher den Luftdurchsatz durch die Lüftungsvorrichtung erhöht. Dieser Pumpeffekt der Kammer 5 stellt sich dabei ein, gleichgültig, ob ein Druckgefälle von der Durchlaßöffnung 3 zur Durchlaßöffnung 4 hin oder aber von der Durchlaßöffnung 4 zur Durchlaßöffnung 3 hin besteht.While channel ventilation usually places value on the ventilation channels having the lowest possible flow resistance, in the construction of a ventilation device described, locally restricted flow resistances are built in in a certain way. As a result, a pump effect is produced via the
Die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2. Sie unterscheidet sich hiervon lediglich dadurch, daß an die mit der größeren Durchlaßöffnung 3 ausgestattete Kammer 2 nach entgegengesetzten Seiten gerichtete Kanalstrecken 6' und 6" angeschlossen sind, deren jede an ihrem anderen Ende eine eigene Durchlaßöffnung 4' bzw. 4" mit kleinerem Durchlaßquerschnitt aufweist.3 has basically the same structure as the ventilation device according to FIGS. 1 and 2. It differs from this only in that
Sowohl bei der Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 als auch bei derjenigen nach Fig. 3 stehen die Durchlaßöffnungen 4 bzw. 4', 4", die den kleineren Durchgangsquerschnitt haben, mit dem Rauminneren in Verbindung, während die Durchlaßöffnung 3 größeren Durchgangsquerschnitts der Außenluft zugewendet ist.Both the ventilation device according to FIGS. 1 and 2 and that of FIG. 3, the
In Fig. 4 der Zeichnung ist eine Lüftungsvorrichtung 1 dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit der Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 identisch ist. Sie unterscheidet sich von dieser jedoch dadurch, daß sie auch nach dem Prinzip der erzwungenen Lüftung arbeiten kann. Zu diesem Zweck ist in die Durchlaßöffnung 3 größeren Durchgangsquerschnitts ein Axial- Ventilator 13 eingebaut, und zwar sitzt dieser konzentrisch innerhalb des Mantelrings 12, weleher von der Durchlaßöffnung 3 aus in die Kammer 5 hineinragt. Dabei kann der Axial-Ventilator 13 so ausgelegt werden, daß er eine Förderleistung von 260 m3/h hat und im Betrieb bei einer Förderleistung 0 einen statischen Druck von etwa 9 806,65 Pa (Pascal) = N/m2 (Newton je m2) zu erzeugen vermag.4 of the drawing, a
Durch das Zusammenwirken eines solchen Axial-Lüfters 13 mit der. zwischen der Durchlaßöffnung 3 und der Kanalstrecke 6 bzw. den Kanalstrecken 6' und 6" angeordneten Kammer 5 kann dann in der Kammer 5 ein statischer Druck von etwa 2 942 Pa = N/m2 erzeugt und dabei eine Luftförderleistung von 130 m3/h durch die Lüftungsvorrichtung 1 erreicht werden.By the interaction of such an
Durch das Zusammenwirken des Axial-Ventilators 13 mit der Kammer 5 ergeben sich für diesen also lediglich Spaltverluste in Höhe von 50 %.The interaction of the
Vergleichsweise wird jedoch mit einem entsprechend ausgelegten Axial-Ventilator, wenn dieser in eine auf der ganzen Länge zwischen den beiden Durchlaßöffnungen gleichen Querschnitt aufweisenden Kanalstrecke eingebaut ist nur eine effektive Förderleistung von etwa 26 m3/h erreicht, weil sich in dieser Kanalstrecke ein statischer Druck nicht aufbauen läßt. Gegenüber den Spaltverlusten von 50 % beim beschriebenen Aufbau einer Lüftungsvorrichtung entstehen hier also Spaltverluste von etwa 90 %, das heißt, die effektiven Luftförderleistungen der beiden unterschiedlichen Lüftungssysteme verhalten sich etwa wie 5 : 1.In comparison, however, with an appropriately designed axial fan, if this is installed in a duct section having the same cross-section over the entire length between the two through openings, only an effective delivery rate of approximately 26 m 3 / h is achieved, because a static pressure is present in this duct section not build up. Compared to the gap losses of 50% in the construction of a ventilation device described here, gap losses of approximately 90% arise here, that is to say the effective air delivery capacities of the two different ventilation systems behave approximately as 5: 1.
Aus den Fig. 4 bis 7 ergibt sich, daß die gesamte Lüftungsvorrichtung 1 in ein prismatisches Gehäuse 14 von beispielsweise quadratischem Querschnitt eingebaut ist, dessen Enden durch Abschlußplatten 15 verschlossen sind.4 to 7 show that the
Ein Teilstück einer Längswand 16 des Gehäuse 14 bildet die Vorderwand 8 für die Kammer 5 und ist zu diesem Zweck mit der im Durchgangsquerschnitt größeren Durchlaßöffnung 3 versehen, an die sich der Mantelring 12 anschließt.A portion of a
Die Bodenwand und die Deckenwand der Kammer werden ebenfalls durch Teilabschnitte von Längswänden 17 und 18 des Gehäuses gebildet.The bottom wall and the top wall of the chamber are also formed by sections of
Zur Bildung der Querwände für die Kammer 5 sind in das Gehäuse 14 zwei Trennplatten 19 und 20 eingesetzt, mit denen zur Bildung der Rückwand 9 für die Kammer 5 eine Abschlußplatte 21 lösbar, z.B. durch Schrauben in Verbindung steht.To form the transverse walls for the
In den Trennplatten 19 und 20 befindet sich jeweils ein Durchbruch 22 bzw. 23, wobei sich an diese Durchbrüche 22 und 23 die Kanalstrecken 6' bzw. 6" der Lüftungsvorrichtung 1 anschließen. Die Kanalstrecken 6' und 6" erstrecken sich jeweils über den zwischen den Trennplatten 19 bzw. 20 und den Endplatten 15 begrenzten Längenbereich des Gehäuses 14 und werden insgesamt von Formteilen 24 und 25 aus Schalldämm-Werkstoff, beispielsweise Schaumstoff eingegrenzt. Dabei hat das Formteil 24 im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei Schenkel und Steg des U-Profils gleiche Dicke aufweisen. Das Formteil 25 wird hingegen durch einen im Querschnitt rechteckigen Material-, insbesondere Schaumstoffblock, gebildet, wobei dessen Querschnittsdicke mindestens doppelt so groß wie die Dicke von Schenkeln und Steg des U-Profils ist. Die beiden Formteile 24 und 25 werden relativ zueinander jeweils so in das Gehäuse 14 eingesetzt, daß diese zwischen sich die Kanalstrecke 6' bzw. 6" von rechteckigem Querschnitt einschließen.In each of the separating
Die Formteile 25 weisen jeweils einen Durchbruch auf, welcher die Durchlaßöffnung 4' bzw. 4" kleineren Querschnitts bildet. Die Durchlaßöffnungen 4' und 4" sind derjenigen Längswand 26 des Gehäuses 14 zugewandt, welche der Längswand 16 gegenüberliegt. Dabei hat die Längswand 26 über ihre ganze Länge und auf einem Teil ihrer Breite schlitz- oder gitterartige Durchbrüche, die dem Rauminneren zugewendet sind. Innerhalb des Gehäuses 14 ist außerdem eine Abschlußplatte 27 quer zu ihrer Ebene verschiebbar geführt, die in ihrer einen Schiebestellung die schlitz- oder gitterartigen Durchbrüche der Längswand 26 für einen Luftdurchgang freigibt, während sie diese in ihrer anderen Schliebestellung verschließt. Die Durchlaßöffnungen 4' und 4" sind relativ zur Abschlußplatte 27 so angeordnet, daß die Abschlußplatte 27 innerhalb des Gehäuses 14 eine wirksame Leitfläche für die Luftströmung bilden kann.The molded
Die Formteile 24 und 25 aus Schalldämm- Werkstoff sind einfach lose in das Gehäuse 14 eingesetzt und können daher im Bedarfsfalle nach Entfernen der Längswand 26 und der Abschlußplatte 27 leicht aus dem Gehäuse 14 herausgenommen werden. Ebenso ist nach Entfernen der Längswand 26 und der Abschlußplatte 27 die Rückwand 21 der Kammer 5 leicht zu entfernen, so daß sich das Innere der Kammer 5 zum Zwecke der Reinigung bzw. für das Ein- und Ausbauen des Axial-Ventilators 13 leicht zugänglich gemacht werden kann.The molded
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig ist, den Axial-Ventilator 13 mit einer zu seiner Rotationsebene symmetrischen Beschaufelung zu versehen und ihn durch einen reversierbaren Elektromotor anzutreiben. Die Lüftungsvorrichtung 1 läßt sich in diesem Falle entsprechend dem jeweiligen Bedarf durch einfache Drehrichtungs-Umkehr als Axial-Ventilator 13 entweder zur Be- oder zur Entlüftung des Raumes einsetzen. Im Stillstand des Axial-Ventilators 13 läßt sich die Lüftungsvorrichtung 1 jedoch durch Öffnen der Abschlußplatte 27 auch nach dem Prinzip der freien Lüftung betreiben. Ob hierbei eine Belüftung oder eine Entlüftung des Raumes stattfinden wird, hängt dann lediglich davon ab, ob ein Druckgefälle von au-Ben nach innen oder aber von innen nach außen besteht.Finally, it should also be pointed out that it is expedient to provide the
Bei der praktischen Ausgestaltung der Lüftungsvorrichtung 1 hat es sich bewärt, das Verhältnis des Durchgangsquerschnitts der größeren Durchlaßöffnung 3 zum Querschnitt der Kammer 5 in Achrichtung der Durchlaßöffnung 3 etwa auf 1 : 2 bis 1 : 3 einzustellen, das Verhältnis des Kammer-Querschnitts zum Gesamt-Querschnitt der Kanalstrecke 6 bzw. 6', 6" in Achsrichtung der Kanalstrecke ca. zwischen 3 : 1 und 4 : 1 vorzusehen und das Verhältnis des Querschnitts der Kanalstrecke 6 bzw. 6', 6" zum Querschnitt der kleineren Durchlaßöffnung 4 bzw. 4', 4" etwa zwischen 2: 1 und 3 : 1 zu machen.In the practical configuration of the
Wird, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, in die größere Durchlaßöffnung 3 ein Axial-Ventilator 13 eingebaut, dann ist auch zu empfehlen, das Volumen der Kammer 5 so einzustellen, daß es zur effektiven Förderleistung (m3/s) des Axial-Ventilators 13 - das ist dessen Fördervolumen abzüglich der im Betrieb auftretenden Spaltverlust - in einem Verhältnis zwischen 1 : 8 und 1 : 10 steht.If, as shown in FIGS. 4 and 5, an
Damit sich das Volumen der Kammer 5 leicht auf die jeweiligen Bedürfnisse einstellen läßt, ist es bei der Lüftungsvorrichtung 1 nach den Fig. 4 bis 7 möglich, die Querwände 19 und 20 in Längsrichtung des Gehäuses 14 verschiebbar und feststellbar anzuordnen sowie die Abschlußplatte 21 in ihrer Längenabmessung so auszubilden, daß sie den gesamten Verschiebebereich der Querwände 19 und 20 zu überbrücken vermag.So that the volume of the
Da die Kanalstrecken 6' und 6" in Formteilen 24 und 25 aus elastisch verformbarem Schalldämm-Material ausgebildet sind, passen sie sich in ihrer Längenabmessung völlig selbsttätig der vorgenommenen Verstellung der Querwände 19 und 20 an.Since the
In vielen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Verstellung der Querwände 19 und 20 zwecks Volumensänderung der Kammer 5 stufenlos durch einen Kraftantrieb, z.B. einen Elektromotor, über entsprechende Getriebeglieder, beispielsweise Schraubentriebe, vorzunehmen. Der Betrieb des Elektromotors läßt sich dabei durch Fernwirkung, beispielsweise in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen dem Rauminneren und der Außenluft, regeln und/oder steuern. Als Meß-, Regel- und/oder Steuerglieder können dabei Strömungssonden, beispielsweise Pitot-Rohre, Prandtlsche Rohre od. dgl., zum Einsatz gelangen, die an geeigneten Stellen im Strömungsweg der Lüftungsvorrichtung 1 montiert sind.In many cases it may prove to be expedient to adjust the
Durch die zuletzt beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale läßt sich die Arbeitsweise der Lüftungsvorrichtung weiter optimieren.The working features of the ventilation device can be further optimized by the design features described last.
Die in Fig. 8 dargestellte Lüftungsvorrichtung 1 weist einen Kanal 2 auf, welcher an jedem seiner beiden Enden eine Durchlaßöffnung 3 und 4' bzw. 4" hat. Dabei erstreckt sich der Kanal 2 im wesentlichen quer zur Achse der beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4' bzw. 4". Diese Durchlaßöffnungen 3 und 4' bzw. 4" sind verschiedenen Kanalseiten zugeordnet und befinden sich, bezogen auf die Einbauebene der Lüftungsvorrichtung 1 vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Kanalseiten.The
Die beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4' bzw. 4" sind hinsichtlich ihres Luftdurchgangsquerschnitts größenmäßig völlig verschieden ausgelegt, und zwar ist im gezeigten Beispiel die Durchlaßöffnung 3 wesentlich größer bemessen als die Durchlaßöffnung 4' bzw. 4".The two
Unmittelbar an die größere Durchlaßöffnung 3 anschließend ist im Kanal 2 eine Kammer 5 angeordnet bzw. ausgebildet, welche einen relativ zur größeren Durchlaßöffnung 3 wiederum, und zwar spontan, vergrößerten Querschnitt aufweist. Dieser größere Querschnitt der Kammer 5 geht, wiederum unter spontaner Verengung, in die Kanalstrecke 6' bzw. 6" über, deren Durchströmquerschnitt nicht nur kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 3 und der Kammer 5, sondern auch kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 4' bzw. 4" ist.Immediately after the
Die Kanalstrecke 6' bzw. 6" schließt sich an die Kammer 5, in Achsrichtung der Durchlaßöffnung 3 gesehen, unter einem spitzen, beispielsweise einem rechten Winkel an, und zwar so, daß ihre kammerseitige Mündung 7 sowohl von der Vorderwand 8 und der Rückwand 9 als auch von Bodenwand und Deckenwand einen gewissen Abstand aufweist.The
Die Durchlaßöffnung 3 wird von einem in die Kammer 5 hineinragenden Mantelring 12 begrenzt, der nötigenfalls einen Axial-Ventilator 13 aufnehmen kann.The
Die Kanalstrecke 6' bzw. 6" und die Kammer 5 haben vorzugsweise einen rechteckigen Durchströmquerschnitt, während die Durchgangsquerschnitte der Durchlaßöffnungen 3 und 4' bzw. 4" vorzugsweise kreisförmig sind.The
Aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung für die Lüftungsvorrichtung 1 wirkt diese nach dem Druckbehälter-Prinzip und unterliegt dabei den verschiedenen Widerstandsgesetzen der sogenannten Rohrströmung. Dabei wird das Strömungsverhalten der Luft durch die gesamte Lüftungsvorrichtung vom Volumen der Kammer 5 und den an den beiden unterschiedlichen großen Durchlaßöffnungen 3 und 4' bzw. 4" jeweils anstehenden Druckdifferenzen bestimmt.Because of the design described for the
Während dabei die Druckdifferenzen von den jeweils herrschenden Umweltbedingungen abhängig sind, muß das Volumen der die Wirkungsweise der Lüftungsvorrichtung 1 wesentlich mitbestimmenden Kammer 5 konstruktiv festgelegt werden.While the pressure differences are dependent on the prevailing environmental conditions, the volume of the
Aufgrund experimenteller Untersuchungen hat sich ergeben, daß sich bei unterschiedlichen Umweltbedingungen (Druck- und Strömungsverhältnissen) bei einem bestimmten, konstruktiv festgelegten Volumen der Kammer 5 unterschiedliche Wirkungsgrade der Lüftungsvorrichtung 1 einstellen. Es konnte auch nachgewiesen werden, daß sich der Wirkungsgrad der Lüftungsvorrichtung 1 bei verschiedenen Umweltbedingungen durch Volumensänderungen der Kammer 5 nachhaltig beeinflussen läßt.Experimental investigations have shown that, under different environmental conditions (pressure and flow conditions), 5 different degrees of efficiency of the
Um daher in Anpassung an die wechselnden Umweltbedingungen einen möglichst gleichbleibenden Wirkungsgrad der Lüftungsvorrichtung 1 zu erhalten, werden Vorkehrungen getroffen, durch die sich das wirksame Volumen der Kammer 5 ändern läßt.Therefore, in order to obtain a constant efficiency of the
Bei der Lüftungsvorrichtung nach Fig. 8 der Zeichnung sind zu diesem Zweck die beiden Seitenwandungen 19 und 20 der Kammer verstellbar angeordnet. Und zwar sind die beiden Seitenwandungen 19 und 20 zwischen der Vorderwand 8, der Rückwand 9, der Bodenwand und der Deckenwand verschiebbar geführt. Beide Seitenwandungen 19 und 20 sind dabei mit den Mündungen 7 für die Kanalstrecken 6' und 6" versehen, wobei sich an diese Mündungen jeweils Stutzen 7' und 7" anschließen, deren Querschnittsform der Querschnittsform der Kanalstrecken 6' und 6" angepaßt ist, wobei die Stutzen 7' und 7" dauernd mit den ihnen benachbarten Kanalstrecken 6' und 6" in Eingriffsverbindung stehen.8 of the drawing, the two
Durch entsprechende Verschiebung der beiden Seitenwände 19 und 20 läßt sich also das Volumen der Kammer 5 zwischen einem Größtwert und einem Kleinstwert praktisch stufenlos verändern.By moving the two
Bei der Lüftungsvorrichtung 1 nach Fig. 9 sind hingegen die Seitenwandungen 19 und 20 der Kammer 5 starr ausgeführt, während die der Durchlaßöffnung 3 größeren Durchtrittsquerschnitts gegenüberliegende Rückwand 9 der Kammer 5 stufenlos verstellbar ausgebildet ist. Hier läßt sich also das Volumen der Kammer 5 durch entsprechende Verlagerung der Rückwand 9 stufenlos verändern.9, on the other hand, the
Zur Verstellung der Seitenwände 19 und 20 oder der Rückwand 9 dient ein Elektromotor 30, welcher im Falle der Fig. 8 beispielsweise zwei Schraubspindel-Getriebe 31', 31" bewegt, mit deren Hilfe die beiden Seitenwände 19 und 20 jeweils gleichzeitig und gegenläufig verschoben werden können.To adjust the
Im Falle der Fig. 9 arbeitet dieser Elektromotor 30 hingegen auf nur ein Schraubspindel-Getriebe 31, welches die Rückwand 9 stufenlos verstellen kann.In the case of FIG. 9, on the other hand, this
Damit das Volumen der Kammer 5 durch Verstellung der Seitenwände 19, 20 oder der Rückwand 9 selbsttätig und stufenlos in Abhängigkeit von den jeweiligen Umwelteinflüssen immer so eingestellt wird, daß die Lüftungsvorrichtung 1 den günstigsten Wirkungsgrad erreicht, wird der Elektromotor 30 über eine Vergleichsschaltung in Form eines geschlossenen Regelkreises betätigt, wie er als Blockschaltbild in Fig. 10 dargestellt ist.So that the volume of the
In diesem geschlossenen Regelkreis wird die Regelstrecke 41 von der Lüftungsvorrichtung 1 gebildet, wie sie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Das Stellglied für den aus der Kammer 5 bzw. deren verstellbaren Wänden 9 oder 19, 20 bestehenden Regler 45, 49 bzw. 45, 59, 60 bildet der nur in den Fig. 8 und 9 dargestellte Elektromotor 30.In this closed control loop, the controlled
In diesen Regelkreis kann eine Führungsgrö-Be W eingespeichert werden, welche die Werte einer Regelgröße X bestimmt. Die Störgrößen Z werden hingegen von den jeweiligen Umwelteinflüssen (Luftdruck, -strömungsgeschwindigkeit, -temperatur, Gaskonzentrationen) bestimmt und können beispielsweise bei der Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 8 und 9 einerseits an einem Meßpunkt 32 im Bereich der Durchlaßöffnung 3 und an Meßpunkten 33 bzw. 33', 33" im Bereich der Durchlaßöffnungen 4 bzw. 4', 4" abgegriffen werden.A management group can Be W can be stored, which determines the values of a controlled variable X. The disturbance variables Z, on the other hand, are determined by the respective environmental influences (air pressure, flow velocity, temperature, gas concentrations) and can, for example, in the ventilation device according to FIGS. 8 and 9 on the one hand at a
Als solche Störgrößen Z lassen sich dabei die Druck- und Strömungsverhältnisse im Freien und im Rauminneren benutzen, weiche beispielsweise über Strömungssonden abgegriffen werden. Als Strömungssonden können dabei druckabhängige Kapazitäten und Induktivitäten, piezoelektrische Kristalle oder auch durch Druckeinfluß längenabhängige Widerstände (Dehnungsmeßstreifen) verwendet werden. So ist es möglich, als Strömungssonden Biegeschwinger aus Seignettesalz vorzusehen, weil diese schon auf sehr geringe Druckschwankungen ansprechen. Möglich wäre es auch, als Strömungssonden Pitot-Rohre oder Prandtlsche Rohre zu benutzen, wenn diese mit geeigneten Verbindungsgliedern auf den Regelkreis einwirken. Die an den verschiedenen Meßpunkten 32 und 33 von den Strömungssonden ermittelten Störgrößen Z werden in den Regelkreis nach Fig. 10 eingeführt und wirken auf diesen zusammen mit der Führungsgröße W so ein, daß der als Stellglied dienende Elektromotor 30 die als Regler wirkende Kammer 5 durch Verlagerung der Wände 9 bzw. 19, 20 in ihrem Volumen variiert, um dadurch die die Regelstrecke bildende Lüftungsvorrichtung 1 im Sinne der Erzielung einer optimalen Lüftungswirkung zu beeinflussen.The pressure and flow conditions in the open air and in the interior of the room can be used as such disturbance variables Z, which can be tapped, for example, using flow probes. Pressure-dependent capacitors and inductors, piezoelectric crystals or length-dependent resistors (strain gauges) can also be used as flow probes. It is therefore possible to provide bending transducers made of Seignette salt as flow probes because they respond to very small pressure fluctuations. It would also be possible to use Pitot tubes or Prandtl tubes as flow probes if these act on the control loop with suitable connecting elements. The disturbance variables Z determined by the flow probes at the various measuring points 32 and 33 are introduced into the control loop according to FIG. 10 and act on it together with the reference variable W in such a way that the
Bei der Lüftungsvorrichtung nach Fig. 9 wird durch Verlagerung der Wand 9 in der Kammer 5 das Flächenverhältnis zwischen der kammerseitigen Mündung 7 des Kanals 6 verändert und somit der Wirkungsgrad für den Druckumsatz in der Kammer im Bereich der unstetigen Querschnittserweiterung bzw. der Verlustbeiwert im Bereich der unstetigen Querschnittsverengung beeinflußt.In the ventilation device according to FIG. 9, by shifting the
Bei der Lüftungsvorrichtung nach Fig. 8 wird hingegen durch die Verlagerung der Wände 19 und 20 in der Kammer das Querschnittsverhältnis zwischen der Durchlaßöffnung 3 und der hierzu parallelen Querschnittsfläche der Kammer verändert, ebenfalls zu dem Zweck, den Wirkungsgrad für den Druckumsatz bzw. den Verlustbeiwert zu beeinflussen.8, however, the cross-sectional ratio between the
In manchen Fällen kann es auch noch von Vorteil sein, wenn innerhalb der Kammer 5 zusätzliche Meßpunkte 34 bzw. 34', 34" in Form von geeigneten Strömungssonden vorgesehen werden. Diese Meßpunkte 34 bzw. 34', 34" bzw. Strömungssonden können beispielsweise dazu benutzt werden, zusätzlich zu den durch die Umweft-einfiüsse bestimmten Störgrößen Z noch Korrekturgrößen in den Regelkreis einzugeben, die dann wiederum einen Einfluß auf die Führungsgröße W des Regelkreises nehmen. Hierdurch kann dann eine Regelstrecke mit Ausgleich geschaffen werden.In some cases it can also be advantageous if additional measuring points 34 or 34 ', 34 "in the form of suitable flow probes are provided within the
Der Regelkreis nach Fig. 10 ist als eine sogenannte stetige Regelung aufgebaut, bei der also die Regelgröße X laufend gemessen wird. Hierbei unterliegt die Regelstrecke 41 den Störgrößen Z. Die Regelgröße X wird mit dem Sollwert XK verglichen, welcher entweder eine konstante oder aber vorzugsweise eine zeitlich veränderliche Führungsgröße W ist. In den Regler 45, 49 bzw. 59, 60 geht die Regelabweichung X-W ein, so daß aus dem Regler ein Stellwert Y herauskommt. Dieser Stellwert YR wirkt nach der Schließbedingung des Regelkreises dann mit negativem Vorzeichen als Stellwert -Ys auf die Regelstrecke 41 ein, und zwar dergestalt, daß eine Differenz aus der Störgröße Z und dem negativen Stellwert -Ys gebildet wird, die dann auf die Regelstrecke 41 im Sinne einer Eliminierung der Regelabweichung X-W einwirkt.10 is constructed as a so-called continuous control, in which the controlled variable X is continuously measured. Here, the controlled
Falls der Lüftungsvorrichtung 1, wie in den Fig. 4, 5 sowie 8 und 9 gezeigt ist, im Bereich der Durchlaßöffnung 3 ein Axial-Ventilator 13 zugeordnet wird, kann dieser natürlich funktionell in den Regelkreis nach Fig. 10 einbezogen werden, und zwar dergestalt, daß er in Abhängigkeit von den an den Meßpunkten 32 und 33 bzw. 33', 33" anstehenden Umweltbedingungen und ggf. auch in Abhängigkeit von den an den Meßpunkten 34 bzw. 34', 34" in der Kammer 5 herrschenden Druck- und Strömungsverhältnissen selbsttätig ein- und ausgeschaltet wird.If the
Da die Umweltbedingungen nicht nur von Druck- und Strömungsverhältnissen bestimmt sind, sondern auch anderen Einflüssen unterliegen, können der Lüftungsvorrichtung 1 auch noch andere Meßpunkte zugeordnet werden, die auf den Regelkreis nach Fig. 10 als Störgrößen einen Einfluß nehmen. So lassen sich an den zusätzlichen Meßpunkten durch geeignete Sensoren nicht nur Temperaturen sondern beispielsweise auch Gaskonzentrationen ermitteln, die auf den Regelkreis nach Fig. 10 Einfluß nehmen und über diesen den jeweiligen Betriebszustand der Lüftungsvorrichtung 1 mitbestimmen.Since the environmental conditions are not only determined by pressure and flow conditions, but are also subject to other influences, the
Die beanspruchte und vorstehend beschriebene Verfahrensart zur Lüftung von Räumen und die zu deren Durchführung vorgesehene Lüftungsvorrichtung lassen sich überall dort in Benutzung nehmen, wo es darauf ankommt, menschliche Aufenthaltsräume in optimaler Weise zu lüften.The claimed and described method of ventilation for rooms and the ventilation device provided for their implementation can be used wherever it is important to optimally ventilate human lounges.
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