EP0532874A2

EP0532874A2 - Klima-Anlage für den Humanbereich

Info

Publication number: EP0532874A2
Application number: EP92113168A
Authority: EP
Inventors: Rüdiger Dr. Detzer
Original assignee: HumanAir Patentverwertungsgesellschaft mbH; Kesslertech GmbH
Current assignee: Steag Electronic Systems AG
Priority date: 1991-09-14
Filing date: 1992-08-01
Publication date: 1993-03-24
Anticipated expiration: 2012-08-01
Also published as: ES2086593T3; FI100484B; JPH0626669A; NO923061L; DE59206100D1; EP0532874B1; FI923519A0; US5313803A; DK0532874T3; EP0532874A3; NO923061D0; FI923519A; ATE137325T1; NO177838B; NO177838C; JP3335378B2; GR3020245T3

Abstract

Klima-Anlage für den Humanbereich, insbesondere für Wohn- und Arbeitsräume, - mit Klimazentralgerät (1) für die Raumluftaufbereitung, Gebläse (2) für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes (1), zumindest einem Förderkanal für die aufbereitete, von dem Gebläse (2) geförderte Raumluft und zumindest einem Auslaßkanal (4) mit Luftauslaß (5) für die Einführung der aufbereiteten Raumluft in zumindest einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum (6). Im Bereich zwischen Gebläse (2) und Luftauslaß (5) ist eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung (7) angeordnet, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) und zumindest ein Sorptions-Filter (9) aufweist. Die Filtereinrichtung (7) ist gleichzeitig als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet. Die Filter darin sind als Schalldämmelemente und/oder Schalldämpfelemente ausgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klima-Anlage für den Humanbereich, insbesondere für Wohn- und Arbeitsräume, - mit Klimazentralgerät für die Raumluftaufbereitung, Gebläse für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes, zumindest einem Förderkanal für die aufbereitete, von dem Gebläse geförderte Raumluft und zumindest einem Auslaßkanal mit Luftauslaß für die Einführung der Raumluft in zumindest einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum. Solche Klima-Anlagen werden auch als raumlufttechnische Anlagen bezeichnet. - Humanbereich bezeichnet für Menschen bestimmte Aufenthaltsräume aller Art, wie Büroräume, Wohnräume, Räume von Theatern und Räume in Kaufhäusern, in Krankenhäusern und dergleichen. - Der Ausdruck Klima-Anlage umfaßt im Rahmen der Erfindung sowohl Vollklima-Anlagen als auch Teilklima-Anlagen. Vollklima-Anlagen vereinigen in sich alle vier thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen, nämlich Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten und die entsprechenden regeltechnischen Maßnahmen. Sie enthalten entsprechende Regeleinrichtungen. Bei Teilklima-Anlagen sind die Luftbehandlungsfunktionen demgegenüber reduziert, im Extremfall auf bloße Kühlung. Entsprechend reduziert ist der regeltechnische Aufwand.
Klima-Anlagen des beschriebenen Aufbaus und der beschriebenen Zweckbestimmung sind bewährte Aggregate der Haustechnik. Für ihre Auslegung und Einrichtung gelten die herrschenden Regeln der Klimatechnik. Die Klima-Anlagen des beschriebenen Aufbaus und der beschriebenen Zweckbestimmung sind jedoch verbesserungsfähig.
Einerseits stört, daß die klimatechnisch aufbereitete Raumluft nicht ohne weiteres frei ist von Schwebstoffen und molekularen Verunreinigungen, die hier zusammengefaßt als Schadstoffe bezeichnet werden. Der Ausdruck Schwebstoff umfaßt dabei anorganische und organische Substanzen, insoweit auch Viren, Bakterien und Pilze. Im übrigen erzeugt das Gebläse störende Geräusche. Sie liegen zumeist im Frequenzbereich von 125 bis 250 Hz. Der sogenannte Schalleistungspegel am Auslaß des Gebläses nimmt mit der Gebläseleistung zu und in dem Förderkanal bis zum Luftauslaß hin ab. Nichtsdestoweniger bewirkt ein hoher Schalleistungspegel am Auslaß des Gebläses häufig störenden Schalldruck in dem Raum, in den die aufbereitete Raumluft eintritt.
Bei der bekannten Klimaanlage, von der die Erfindung ausgeht (vgl. z. B. Recknagel, Sprenger, Hönmann "Taschenbuch der Heizungs- und Klimatechnik", R. Oldenburg Verlag München und Wien 1987, S. 900, Bild 329-2), ist es bekannt, das Klimazentralgerät mit einer Filtereinrichtung auszurüsten. Diese ist vor den klimatisierend wirkenden Aggregaten des Klimazentralgerätes angeordnet und filtert die in das Klimazentralgerät eintretende Frischluft - und/oder Umluft. Um die störenden Geräusche zu reduzieren oder zu unterdrücken, ist es bekannt, den Förderkanal für die aufbereitete Raumluft schalldämpfend auszulegen und/oder mit besonderen schalldämpfenden Maßnahmen zu kombinieren (vgl. Recknagel, Sprenger, Hönmann, l.c. S. 1073 bis 1076). Im Zusammenhang damit sind auch Schalldämmaßnahmen bekannt. - Schalldämmung bezeichnet bekanntlich die Behinderung der Schallausbreitung durch schallreflektierende Hindernisse bzw. entsprechende Materialien. Ein Maß für die Größe der Schalldämmung ist die Schalldämmzahl oder der Schalltransmissionsgrad. Um eine möglichst große Schallreflektion zu erzielen, muß dem Schall ein Medium in den Weg gesetzt werden, dessen Schalldämmimpedanz sich von der des schallführenden Mediums, hier also der aufbereiteten Raumluft, möglichst stark unterscheidet. Die Schalldämmung von Luftschall erzielt man für höhere Schallfrequenzen durch Wände aus einem möglichst harten und schweren Material, für niedere Frequenzen durch Verwendung von Wänden aus biegeweichen Materialien oder auch aus Körperschalldämmstoffen. Schalldämpfung bezeichnet demgegenüber die Behinderung der Schallausbreitung mit Hilfe von schallabsorbierenden Medien oder besonderen Vorrichtungen. Insofern besteht ein gewisser Gegensatz zur Schalldämmung. Ein Maß für die Schalldämpfung ist der Schalladsorptionsgrad. Schalldämmstoff ist die Bezeichnung für Baustoffe, die besonders zur Schalldämmung geeignet sind, zumeist aber auch eine gewisse Schalldämpfung bewirken. Schalldämpfstoffe bezeichnet Baustoffe, in denen die Schallausbreitung einer starken, durch Schalladsorption bewirkten Dämpfung unterworfen ist, so daß sie einen Schalladsorptionsgrad von zumeist mehr als 10 % aufweisen. Als Schalldämpfstoffe sind aber auch Materialien geeignet, bei denen die Verluste durch innere Reibung entstehen. - Die raumakustische Meßtechnik erlaubt es ohne Schwierigkeiten, für bekannte Schalldämpf- oder Schalldämmaufgaben die Auslegung der schalldämpfenden und/oder schalldämmenden Bauteile festzulegen.
Bei den vorstehend beschriebenen bekannten Klima-Anlagen mit Filtereinrichtungen vor dem Klimazentralgerät und zumindest einem Förderkanal, der schalldämpfende oder schalldämmende Einrichtungen aufweist, funktionieren die Filtereinrichtungen einerseits, die schalldämpfenden oder schalldämmenden Einrichtungen andererseits additiv und beide energieverzehrend. Die Gebläseleistung muß entsprechend erhöht werden, was den Schalleistungspegel des Gebläses am Gebläseausgang erhöht.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klima-Anlage des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung zu schaffen, die in bezug auf die Reinigung und die Aufbereitung der Raumluft sowie in bezug auf die Reduzierung des störenden Schalldruckes in dem Raum, in den die aufbereitete Raumluft eintritt, wesentlich höheren Anforderungen genügt, als sie bisher erfüllt werden können, und die damit den Klimatisierungskomfort erhöht, und zwar bei gegenüber den bekannten Maßnahmen mit Filterung und Schalldämpfung oder Schalldämmung wesentlich reduziertem Energieaufwand, anders ausgedrückt mit verbessertem Wirkungsgrad.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Klima-Anlage für den Humanbereich, insbesondere für Wohn- und Arbeitsräume, - mit Klimazentralgerät für die Raumluftaufbereitung, Gebläse für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes, zumindest einem Förderkanal für die aufbereitete, von dem Gebläse geförderte Raumluft und zumindest einem Auslaßkanal mit Luftauslaß für die Einführung der aufbereiteten Raumluft in zumindest einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum, wobei im Bereich zwischen Gebläse und Luftauslaß eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter und zumindest ein Sorptions-Filter aufweist, und wobei die Filtereinrichtung gleichzeitig als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet ist sowie die Filter darin als Schalldämmelemente und/oder Schalldämpfelemente ausgelegt sind. Schwebstoff-Filter sind gleichsam Siebe und wirken mechanisch. Der Ausdruck Sorptions-Filter besagt, daß eine Adsorption und/oder Absorption, auch und insbesondere in Form einer Chemisorption stattfindet. Bei der Chemisorption kommen chemische Reaktionen zusätzlich ins Spiel.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine Filtereinrichtung, die zumindest ein Schwebstoff-Filter und ein Sorptionsfilter aufweist, deutlich eine zusätzliche Funktion erfüllen kann, nämlich gleichzeitig schalldämpfend und/oder schalldämmend arbeiten kann. Das gilt für alle bekannten Schwebstoff- und Sorptionsfilter. Insbesondere die Materialien, aus denen Sorptionsfilter aufgebaut sind, können so ausgewählt und eingesetzt werden, daß sie schalldämmend wirken. Zur Schalldämmung können aber auch vorgesetzte Lochplatten oder Gitterplatten beitragen, und zwar auch solche aus verhältnismäßig schweren Werkstoffen. Die Werkstoffe, die für das Schwebstoffilter eingesetzt sind, wirken insbesondere schalldämpfend. Erfindungsgemäß werden die Schwebstoff-Filter und die Sorptions-Filter primär nach den Regeln der Schalldämpfungstechnik, bzw. der Schalldämmtechnik ausgelegt, wobei diese Auslegung für eine Klima-Anlage vorgegebener Größe und Leistung mit den Hilfsmitteln der raumakustischen Meßtechnik leicht experimentell ermittelt werden kann. Diese Auslegung nach den Regeln der Schalldämpfungstechnik bzw. der Schalldämmtechnik bewirkt überraschenderweise auch eine gute Reinigungswirkung in bezug auf die angegebenen Schadstoffe, und zwar mit einer langen Betriebszeit der Filter. Die Filter selbst bestehen aus den üblichen Filtermaterialien.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage sind die Filter der Filtereinrichtung als Umlenkeinrichtung für die aufbereitete Raumluft ausgebildet, die als Filterwände ausgelegt sind sowie zwischen Filterwänden Strömungskanäle aufweisen in welche die aus den Filterwänden austretende Raumluft mit Umlenkung eintritt, wobei die Schalldämpfung bzw. Schalldämmung durch eine kleine Strömungsgeschwindigkeit der aufbreiteten Raumluft in den Filterwänden, eine demgegenüber durch Beschleunigung erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der aufbereiteten Raumluft in den Strömungskanälen und durch die Anzahl der Umlenkungen eingestellt ist. Vorzugsweise sind fernerhin die Filterwände zweischichtig, aus einer Schwebstoff-Filterschicht und einer Sorptions-Filterschicht aufgebaut. Sowohl die Filterwirkung als auch die schalldämmende bzw. schalldämpfende Wirkung lassen sich optimieren, wenn die Filtereinrichtung einen Mindestdruckabfall von 50 Pascal aufweist. Die Filter können als Plattenfilter ausgeführt sein, die zwischen sich die Strömungkanäle bilden. Die Filter können aber auch als Filterpatronen mit zylindrischer Filterwand und zentralem Strömungskanal ausgeführt sein. Insoweit kann an eine bewährte Ausführungsform angeschlossen werden, die grundsätzlich in der EP-OS 0 357 917 beschrieben ist, jedoch in bezug auf die angestrebte Schalldämpfung und Schalldämmung besonders ausgelegt wird. Erfindungsgemäß bilden die Filterpatronen in der Filtereinrichtung gleichsam ein Schalldämpfungsgitter. Ein Schalldämpfungsgitter ist ein Gitter aus schalldämpfenden Elementen, erfindungsgemäß also aus den als Schallabsorptionselemente ausgelegten Filterpatronen, wobei die Gitterzwischenräume zwischen diesen Elementen nach Möglichkeit sehr viel kleiner sind als es den hauptsächlichen Wellenlängen des zugeordneten Geräuschpegels entspricht.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Filtereinrichtung durch eine Geschwindigkeitsreduzierung, die die aufbereitete Raumluft beim Durchströmen der Filterwände erfährt, eine anschließende Umlenkung und durch die Anzahl der Umlenkungen sowie durch eine Beschleunigung auf eine verhältnismäßig große Geschwindigkeit bei der Strömung, die nicht durch die Filterwände hindurch, sondern zwischen den Filterwänden und längs der Filterwände erfolgt, eine beachtliche Schalldämpfung bzw. Schalldämmung erreicht werden kann. Die Geschwindigkeitsunterschiede sowie die Anzahl der Umlenkungen und die Länge des Strömungsweges zwischen den Filterwänden müssen hinreichend groß sein und außerdem dürfen die Filterwände nicht eine zu kleine Masse aufweisen. Eine optimierende Einstellung dieser Einflußgrößen kann durch Versuche, auch für sehr unterschiedliche Betriebsverhältnisse, unschwer ermittelt werden. Das gilt auch für die Masse der Filterwände und ist insoweit besonders einfach. Insoweit nutzt die Erfindung die Tatsache, daß die Masse von Sorptions-Filtern gegenüber Schwebstoff-Filtern verhältnismäßig groß ist und auch für die zusätzliche Funktion der Schalldämpfung bzw. Schalldämmung eingesetzt werden kann. Sorptions-Filter besitzen im allgemeinen einen Träger für die sorbierenden Substanzen, der offene Poren aufweist, z. B. aus Schaumstoff besteht. Sie können aber auch als gleichsam offenporige, d. h. durchströmbare Schüttung aufgebaut sein. Da die Filter im Laufe der Betriebszeit einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage mit den Verunreinigungen beladen werden, müssen sie von Zeit zu Zeit ausgetauscht und durch jungfräuliche Filter oder regenerierte Filter ersetzt werden. Das läßt sich unschwer erreichen. Z. B. können die Filterplatten als Kassettenplatten ausgeführt und in Kassettenführungen der Filtereinrichtungen auswechselbar eingesetzt sein. Die Filterpatronen können in Patronenfilteraufnahmen auswechselbar eingesetzt sein.
Gegenstand der Erfindung ist noch ein Verfahren zum Betrieb einer Klima-Anlage des beschriebenen Aufbaus, die im übrigen als standardisierte Klima-Anlage ausgeführt ist, wobei das Klimazentralgerät in einem vorgegebenem Leistungsbereich betrieben sowie von dem Gebläse in dem Bereich vor der Filtereinrichtung in der zuzuführenden Raumluft ein vorgegebener statischer Druck p erzeugt wird und wobei die aufbereitete Raumluft oder Zuluft mit Hilfe der als Schalldämpf- oder Schalldämmeinrichtung ausgelegten Filtereinrichtung mit einem Druckverlust von mindestens 50 % und höchstens 80 % des vorgegebenen statischen Druckes in der Filtereinrichtung gereinigt wird. Vorzugsweise wird so gearbeitet, daß die Zuluft mit Hilfe der Filtereinheit mit einem Druckverlust von mindestens 60 % des vorgegebenen statischen Druckes gereinigt wird. Es empfiehlt sich, so zu arbeiten, daß die gereinigte Zuluft im Luftauslaß außerdem in eine Drallströmung umgeformt wird, vorzugsweise in eine turbulente Drallströmung.
Im folgenden werden die beschriebenen Merkmale und weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Klima-Anlagen anhand von Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage mit zentraler Filtereinrichtung,
Fig. 2: in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,
Fig. 3: eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2,
Fig. 4: eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1,
Fig. 5: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage mit raumorientierter Filtereinrichtung,
Fig. 6: in gegenüber der Fig. 5 wesentlich vergrößertem Maßstab den Auschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 5,
Fig. 7: eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 6,
Fig. 8: eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 7 und
Fig. 9: eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 5,
Fig. 10: das Schema einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage mit dezentralen Filtereinrichtungen,
Fig. 11: den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 10 mit weiteren Einzelheiten,
Fig. 12: eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 11,
Fig. 13: ein detaillierteres Schema einer erfindungsgemäßen Klima-Anlage,
Fig. 14: den vergrößerten Auschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 13 und
Fig. 15: in nochmaliger Vergrößerung Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Zulufteinführungseinrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Klima-Anlage ist für den Humanbereich insbesondere für Wohn- und Arbeitsräume bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören
ein Klimazentralgerät 1 für die Raumluftaufbereitung,
ein Gebläse 2 für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes,
zumindest ein Förderkanal 3 für die aufbereitete, von dem Gebläse 2 geförderte Raumluft und
zumindest ein Auslaßkanal 4 mit Luftauslaß 5 für die Einführung der Raumluft in einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum 6.
Im Bereich des Gebläses 2 sowie in Strömungsrichtung der aufbereiteten Raumluft hinter dem Gebläse 2 befindet sich eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung 7. Diese besitzt zumindest ein Schwebstoff-Filter 8 und zumindest ein Sorptions-Filter 9. Die Filtereinrichtung 7 ist gleichzeitig als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet. Die Filter 8, 9 funktionieren zugleich als Schalldämmelemente und/oder Schalldämpfelemente. Die Schwebstoff-Filter 8 und die Sorptions-Filter 9 können aus Filterschichten bestehen, die aufeinander angeordnet sind. In der Ausführungsform nach Fig. 4 bildet die Filtereinrichtung 7 einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft, in dem quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten 10 mit Funktion als Schwebstoff-Filter bzw. Sorptions-Filter angeordnet sind.
Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3. Man erkennt, daß die Filtereinrichtung 7 eine Mehrzahl von Filterpatronen 11 aufweist, von denen jede zumindest eine als Schwebstoff-Filter 8 wirkende Schicht sowie eine als Sorptions-Filter 9 wirkende Schicht aufweist, wobei die einzelnen Filterpatronen 11 als Schallabsorptionselemente ausgelegt sind un die Mehrzahl der Filterpatronen 11 in der beschriebenen Weise die Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters bilden. In der Fig. 2 erkennt man, daß in den Filterpatronen 11 ein Strömungskanal 12 frei ist und daß der Mantel der Filterpatronen 11 aus einer Schwebstoff-Filterschicht 8 und einer Sorptions-Filterschicht 9 besteht, die aufeinander angeordnet sind. Außerdem bestehen die Filterpatronen 11 gleichsam aus zwei Hälften 11a, 11b, in denen die beschriebenen Schichten 8, 9 ihrerseits einen unterschiedlichen Aufbau haben können.
In allen Fällen sind die Filterplatten 10 und die Filterpatronen 11 als leicht auswechselbare Bauteile in die Filtereinrichtungen 7 eingesetzt. So können die Filterplatten 10 als Kassettenplatten ausgeführt und in Kassettenführungen 13 der Filtereinrichtung 7 auswechselbar eingesetzt sein. Die Filterpatronen 11 sind, wie insbesondere die Fig. 2 erkennen läßt, in Patronenaufnahmen 14 der Filtereinrichtung 7 auswechselbar eingesetzt. Im Ausführungsbeispiel erkennt man, in den Auslaßkanälen 4, und zwar im Bereich des Luftauslasses 5 Entfiltereinrichtungen 15, die auswechselbar angeordnet sind, wobei auch diese Endfiltereinrichtung 15 als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet ist. Das Klimazentralgerät 1, des Gebläses 2 und die Filtereinrichtung 7 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuse 16, welches schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildet ist.
Der Ausdruck Klima-Anlage umfaßt Anlagen mit Lüftungsfunktion und Anlagen ohne Lüftungsfunktion, die auch als Umluftanlagen bezeichnet werden. Der Ausdruck Raumluft bezeichnet ohne Differenzierung in bezug auf Außenluft, Umluft und Mischluft, jede Luft, die in einen zu klimatisierenden Raum eingeführt wird. Schwebstoff-Filter bezeichnet insbesondere übliche Staubfilter.
Zu der in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Klima-Anlage gehört im grundsätzlichen Aufbau
ein Klimazentralgerät 1 für die Raumluftaufbereitung,
ein Gebläse 2 im Bereich des Klimazentralgeätes 1 für die Förderung der aufbereiteten Raumluft,
zumindest ein Förderkanal 3 für die aufbereitete, von dem Gebläse 2 geförderte Raumluft und
zumindest ein Auslaßkanal 4 mit Luftauslaß 5 für die Einführung der Raumluft in zumindest einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum 6.
Im Bereich des Endes des Förderkanals 3, mit Abstand vom Luftauslaß 5, befindet sich eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung 7, die zumindest ein Schwebstoff-Filter 8 und zumindest ein Sorptions-Filter 9 aufweist. Diese Filtereinrichtung 7 kann noch in dem Förderkanal 3 angeordnet sein, sie kann sich aber auch in dem Auslaßkanal 4 befinden. Die Filtereinrichtung 7 ist gleichzeitig als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet. Am Eintritt der Filtereinrichtung für die aufbereitete Raumluft ist ein Volumenstromregelelement 17 angeordnet, welches ebenfalls als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel weist die Filtereinrichtung 7 in Strömungsrichtung vor den Filtern 8, 9 eine Verteilerkammer 18 und in Strömungsrichtung hinter den Filtern 8, 9 eine Sammlerkammer 19 auf. Diese sind zusätzlich schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegt. Das Volumenstromregelelement 17 ist im Ausführungsbeispiel als Klappe ausgeführt und diese ist schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildet sowie in einem schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildeten Gehäuse angeordnet. Es kann aber auch mit einem entsprechend ausgelegten Volumenstromregelelement in Form eines gleichzeitig als Verteiler dienenden Schiebers oder in Form eines motorisch angetriebenen Ventilatorlaufrades gearbeitet werden. Sowohl im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 8 als auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 bildet die Filtereinrichtung 7 einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft. In der Ausführungsform nach Fig. 9 sind in dem Strömungskanal quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten 10 mit der Funktion des Schwebstoff-Filters 8 bzw. des Sorptions-Filters 9 angeordnet. In der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 8 wird demgegenüber mit Filterpatronen 11 gearbeitet. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine erfindungsgemäße Klima-Anlage, wobei die Filtereinrichtung 7 eine Filterpatrone 11 aufweist, die zumindest eine als Schwebstoff-Filter 8 wirkende Schicht sowie eine als Sorptions-Filter 9 wirkende Schicht besitzt. Diese Filterpatrone 11 ist als Schallabsorptionselement ausgelegt und in einen Schrägboden 20 eingesetzt. In den Fig. 7 und 8 erkennt man die Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Filterpatronen 11. Die einzelnen Filterpatronen 11 sind als Schallabsorptionselemente ausgelegt. Sie bilden außerdem die Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters.
Es versteht sich, daß die Filter als leicht auswechselbare Bauteile in die Filtereinrichtung 7 eingesetzt sind. Dazu können die in der Fig. 9 dargestellten als Schalldämmwände ausgebildeten Filterplatten 10 Kassettenplatten darstellen, die in Kassettenführungen 13 der Filtereinrichtung 7 auswechselbar eingesetzt sind. Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Filterpatronen 11 sind in Patronenaufnahmen 14 ausechselbar eingesetzt. Angedeutet wurde, daß in dem Auslaßkanal 4, vorzugsweise im Bereich des Luftauslasses 5, eine Endfiltereinrichtung 15 angeordnet sein kann, die zumindest ein Schwebstoff-Filter 8 auswechselbar aufweist. Auch dieses Schwebstoff-Filter 8 ist im Rahmen der Erfindung als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet. Die Endfiltereinrichtung 15 kann auch zusätzlich ein Sorptions-Filter aufweisen, welches ebenfalls schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildet ist. Das Klimazentralgerät 1 und das Gebläse 2 mit seinen Gebläseschaufeln sind in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet und auch dieses ist schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildet. Das gilt auch für den Förderkanal 3 und das Gehäuse der Filtereinrichtung 7. Man erkennt in den Figuren entsprechende, mit den Bezugszeichen 21 versehene Anordnungen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, das Klimazentralgerät 1 im Bereich des Gebläses 2 mit einer Filtereinrichtung auszurüsten, die aus zumindest einem Schwebstoff-Filter und zumindest einem Sorptions-Filter besteht und ebenfalls schalldämpfend und schalldämmend ausgelegt ist.
Der Ausdruck Klima-Anlage umfaßt Anlagen mit Lüftungsfunktion und Anlagen ohne Lüftungsfunktion, die auch als Umluftanlagen bezeichnet werden. Der Ausdruck Raumluft bezeichnet ohne Differenzierung in bezug auf Außenluft, Umluft und Mischluft jede Luft, die in einen zu klimatisierenden Raum eingeführt wird. Schwebstoff-Filter bezeichnet insbesondere übliche Staubfilter.
Zu der in den Fig. 10 bis 15 dargestellten Klima-Anlage gehört im grundsätzlichen Aufbau ein Klimazentralgerät 1 für die Raumluftaufbereitung, ein Gebläse 2 für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes 1, zumindest ein Förderkanal 3, für die aufbereitete, von dem Gebläse 2 geförderte Raumluft und zumindest ein Auslaßkanal 4 mit Zulufteinführungseinrichtung 22 für die Einführung der Raumluft in einen zugeordneten zu klimatisierenden Raum 6.
Die Fig. 11 und 12 lassen erkennen, daß in der Zulufteinführungseinrichtung 22 eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung 7 angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter 8 und zumindest ein Sorptions-Filter 9 aufweist. Diese Filtereinrichtung 7 ist zugleich als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet. Die Filter 8, 9 darin sind als Schalldämmelemente und/oder Schalldämpfelemente eingesetzt.
In der Fig. 11 erkennt man, daß die Zulufteinführungseinrichtung 22 einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft aufweist, in dem quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten 10 mit der Funktion des Schwebstoff-Filters 8 bzw. des Sorptions-Filters 9 angeordnet sind. Anders ist die Ausführungsform nach Fig. 12. Hier weist die Zulufteinführungseinrichtung eine Mehrzahl von Filterpatronen 11 auf, von denen jede zumindest eine als Schwebstoff-Filter 8 wirkende Schicht und eine als Sorptions-Filter 9 wirkende Schicht besitzt. Die Filterpatronen 11 sind in eine die Filtereinrichtung 7 teilende Patronenaufnahme 14 eingesetzt und werden so durchströmt, wie es die eingezeichneten Pfeile andeuten. Die einzelnen Filterpatronen 11 sind als Schallabsorptionselemente ausgelegt. Die Mehrzahl der Filterpatronen bildet die Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters. Es versteht sich, daß die Filter 8, 9 als leicht auswechselbare Bauteile in die Zulufteinführungseinrichtung 22 eingesetzt sind.
Die in den Fig. 13 bis 15 erläuterte Klima-Anlage entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau, bis auf die für die Erfindung wesentlichen schalldämmenden und/oder schalldämpfenden Maßnahmen einer standardisierten Klima-Anlage. Die Fig. 13 zeigt einen zu klimatisierenden Raum 6 und ein zentrales Aufbereitungsaggregat 23 für die zu klimatisierende Luft, einen Zuluftkanal 24 mit Zulufteinführungseinrichtung 22 für die Einrichtung der klimatisierten Zuluft in den zu klimatisierenden Raum 6 und einen Zuluftventilator 25. Man entnimmt aus der Fig. 13 fernerhin, wie mit der Abluft aus dem klimatisierten Raum 6 weiter verfahren wird. Die Abluft wird entweder als Fortluft entsprechend dem Pfeil 26 abgeführt oder, in einem Teilstrom, entsprechend dem Pfeil 27 als Umluft geführt. Außenluft kann der Klima-Anlage entsprechend dem Pfeil 28 zugeführt werden. Es versteht sich, daß im Bereich von Fortluft und Außenluft regelmäßig ein Wärmetauscher 29 angeordnet ist. Im übrigen erkennt man, daß die zu klimatisierende Luft, die eine Mischkammer 30 passiert, über ein Filter 31 und einen Vorwärmer 32 dem Aufbereitungsaggregat 23 zugeführt wird, in dem auch die Feuchtigkeit eingestellt wird. Ein sogenannter Nachwärmer 33 ist nachgeschaltet. Die so klimatisierte Zuluft gelangt über den schon erwähnten Zuluftventilator 25 in den Zuluftkanal 24. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Aufbereitungsaggregat 23 in einem vorgegebenen Leistungsbereich betrieben werden kann. Von dem Zuluftventilator 25 wird nach Maßgabe der eingestellten Klimatisierungsparameter in der Zuluft im Bereich vor der Zulufteinführungseinrichtung 22 ein statischer Druck p erzeugt und damit vorgegeben.
Aus der vergleichenden Betrachtung der Fig. 14 und 15 entnimmt man, daß mit einer Zulufteinführungseinrichtung 22 gearbeitet wird, in der die Zuluft mit Hilfe einer auswechselbaren Filtereinheit 34 bei einem Druckverlust Δ_p von zumindest 50 % des vorgegebenen statischen Druckes durch physikalische und chemische Adsorption gereinigt wird. Die Filtereinheit 34 ist so eingerichtet, daß dort auch eine mechanische Filterung erfolgt. Betrachtet man die Fig. 15, so erkennt man im Detail, wie eine Zulufteinführungseinrichtung 22 für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Man erkennt ein zylindrisches Einrichtungsgehäuse 35, eine auswechselbare zylindrische Filtereinheit 34 und einen zentralen Zuluftaustritt 36, der in den zu klimatisierenden Raum einmündet. Das Einrichtungsgehäuse 35 umgibt die zylindrische Filtereinheit 34 unter Zwischenschaltung eines Ringraumes 37 konzentrisch. In den Ringraum 37 mündet der Zuluftkanal 24 ein, während die Filtereinheit 34 den zentralen Zuluftaustritt 36 umgibt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Zuluftkanal 24 in das Einrichtungsgehäuse 35 bzw. den Ringraum 37 tangential eingeführt, was in der Fig. 15 angedeutet wurde. Es versteht sich, daß die zylindrische Filtereinheit 34 im allgemeinen mehrschichtig aus den schon beschriebenen Strukturen aufgebaut ist. Unter dem zentralen Zuluftaustritt 36 befindet sich eine Drallerzeugungseinrichtung 38. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Einrichtungsgehäuse 35 fest in die Decke 39 des zu klimatisierenden Raumes 6 eingebaut ist. Unter dem Einrichtungsgehäuse 35 befindet sich ein Deckenanschlußkranz 40, der einen Umfassungsbund 41 aufweist. Man entnimmt, aus der Fig. 15, daß die zylindrische Filtereinheit 34 nach Entfernen von Hilfsbauteilen bzw. nach Entfernen der Drallerzeugungseinrichtung 38 aus der Einrichtung nach unten in axialer Richtung herausgenommen werden kann. Eine neue Filtereinheit 34 kann entsprechend eingesetzt werden. Insoweit wird erfindungsgemäß mit einer einzigen austauschbaren Filterpatrone gearbeitet. Im Rahmen der Erfindung liegt es, an dem Deckenwandanschluß 40 bzw. dem Umfassungsbund 41 Entsorgungseinrichtungen zu befestigen.
Die Filtereinheit 34, die ein Schwebstoff-Filter 8 und ein Sorptions-Filter 9 aufweist, ist zugleich nach dem eingangs erläuterten Prinzip schalldämpfend und/oder schalldämmend ausgelegt. Das gilt ebenso für das Gehäuse 35 der Zulufteinführungseinrichtung 22, den Zulufteintritt 42 und den Zuluftaustritt 36, wo entsprechende Auflagen 43 erkennbar sind.
Der Ausdruck Klima-Anlage umfaßt Anlagen mit Lüftungsfunktion und Anlagen ohne Lüftungsfunktion, die auch als Umluftanlagen bezeichnet werden. Der Ausdruck Raumluft bezeichnet ohne Differenzierung in bezug auf Außenluft, Umluft und Mischluft jede Luft, die in einen zu klimatisierenden Raum eingeführt wird. Schwebstoff-Filter bezeichnet insbesondere übliche Staubfilter.

Claims

Klima-Anlage für den Humanbereich, insbesondere für Wohn- und Arbeitsräume, - mit

Klimazentralgerät (1) für die Raumluftaufbereitung,

Gebläse (2) für die Förderung der aufbereiteten Raumluft im Bereich des Klimazentralgerätes (1),

zumindest einem Förderkanal (3) für die aufbereitete, von dem Gebläse (2) geförderte Raumluft und

zumindest einem Auslaßkanal (4) mit Luftauslaß (5) für die Einführung der aufbereiteten Raumluft in zumindest einen zugeordneten, zu klimatisierenden Raum (6),

wobei im Bereich zwischen Gebläse (2) und Luftauslaß (5) eine von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung (7) angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) und zumindest ein Sorptions-Filter (9) aufweist, und wobei die Filtereinrichtung (7) gleichzeitig als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgebildet ist sowie die Filter (8, 9) darin als Schalldämmelemente und/oder Schalldämpfelemente ausgelegt sind.
Klima-Anlage nach Anspruch 1, wobei die Filter (8, 9) der Filtereinrichtung (7) als Umlenkeinrichtung für die aufbereitete Raumluft ausgebildet sind, die als Filterwände ausgelegt sind sowie zwischen Filterwänden Strömungskanäle aufweisen, in welche die aus den Filterwänden austretende Raumluft mit Umlenkung eintritt, wobei die Schalldämpfung bzw. Schalldämmung durch eine kleine Strömungsgeschwindigkeit der aufbereiteten Raumluft in den Filterwänden eine demgegenüber durch Beschleunigung erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der aufbereiteten Raumluft in den Strömungskanälen und die Anzahl der Umlenkungen eingestellt ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Filterwände aus einer Schwebstoff-Filterschicht (8) und einer Sorptions-Filterschicht (9) aufgebaut sind.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Filtereinrichtung (7) einen Mindestdruckabfall von 50 Pascal aufweist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Filter (8, 9) als Plattenfilter ausgeführt sind, die zwischen sich die Strömungskanäle bilden.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Filter (8, 9) als Filterpatronen mit zylindrischer Filterwand und zentralem Strömungskanal (12) ausgeführt sind.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Bereich des Gebläses (2) sowie in Strömungsrichtung der aufbereiteten Raumluft hinter dem Gebläse (2) die von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung (7) angeordnet ist (zentrale Lösung, Fig. 1 bis 4).
Klima-Anlage nach Anspruch 7, wobei die Filtereinrichtung (7) einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft bildet, in dem quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten (10) mit der Funktion des Schwebstoff-Filters (8) bzw. des Sorptions-Filters (9) angeordnet sind.
Klima-Anlage nach Anspruch 7, wobei die Filtereinrichtung (7) eine Mehrzahl von Filterpatronen (11) aufweist, von denen jede zumindest eine als Schwebstoff-Filter (8) wirkende Schicht sowie eine als Sorptions-Filter (9) wirkende Schicht aufweist, wobei die einzelnen Filterpatronen (11) als Schallabsorptionselemente ausgelegt sind und die Mehrzahl der Filterpatronen (11) Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters bilden.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zusätzlich in dem Auslaßkanal (4), vorzugsweise im Bereich des Luftauslasses (5), eine Endfiltereinrichtung (15) angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) auswechselbar aufweist, und wobei dieses Schwebstoff-Filter (8) ebenfalls als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Bereich des Endes des Förderkanals (3) mit Abstand vom Luftauslaß (5), die von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung (7) angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) und zumindest ein Sorptions-Filter (9) aufweist (raumorientierte Lösung, Fig. 5 bis 9).
Klima-Anlage nach Anspruch 11, wobei die Filtereinrichtung (7) ein Volumenstromregelelement (17) aufweist und das Volumenstromregelelement (17) ebenfalls als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Filtereinrichtung (7) in Strömungsrichtung vor den Filtern (8, 9) und/oder hinter den Filtern (8, 9) eine Verteilerkammer (18) bzw. eine Sammlerkammer (19) aufweist, die zusätzlich schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegt sind.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Volumenstromregelelement (17) als Klappe ausgeführt und diese schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgebildet sowie in einem schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegtem Gehäuse angeordnet ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Volumenstromregelelement (17) als Schieberelement sowie gleichzeitig als Verteiler ausgebildet ist und das Schieberelement schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegt sowie in einem schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegten Gehäuse angeordnet ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Filtereinrichtung (7) einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft bildet, in dem quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten (10) mit der Funktion des Schwebstoff-Filters (8) bzw. des Sorptions-Filters (9) angeordnet sind.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Filtereinrichtung (7) zumindest eine Filterpatrone (11) aufweist, die zumindest eine als Schwebstoff-Filter (8) wirkende Schicht und eine als Sorptions-Filter (9) wirkende Schicht besitzt, wobei die Filterpatrone (11) als Schallabsorptionselement ausgelegt ist.
Klima-Anlage nach Anspruch 17 in der Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Filterpatronen (11), wobei die einzelnen Filterpatronen (11) als Schallabsorptionselement ausgelegt sind und die Mehrzahl der Filterpatronen (11) als Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters angeordnet sind.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei zusätzlich in dem Auslaßkanal (4), vorzugsweise im Bereich des Luftauslasses (5), eine Endfiltereinrichtung (15) angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) auswechselbar aufweist, und wobei dieser Schwebstoff-Filter (8) ebenfalls als Schalldämm- und/oder Schalldämpfelement ausgebildet ist.
Klima-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luftauslaß als Zulufteinführungseinrichtung (22) ausgebildet ist und in der Zulufteinführungseinrichtung (22) die von der aufbereiteten Raumluft durchströmte Filtereinrichtung (7) angeordnet ist, die zumindest ein Schwebstoff-Filter (8) und zumindest ein Sorptions-Filter (9) aufweist. (dezentrale Lösung, Fig. 10 bis 15)
Klima-Anlage nach Anspruch 20, wobei die Zulufteinführungseinrichtung (22) einen Strömungskanal für die aufbereitete Raumluft aufweist, in dem quer zur Strömungsrichtung als Schalldämmwände ausgebildete Filterplatten (10) mit der Funktion des Schwebstoff-Filters (8) bzw. des Sorptions-Filters (9) angeordnet sind.
Klima-Anlage nach Anspruch 20, wobei die Zulufteinführungseinrichtung (22) eine Mehrzahl von Filterpatronen (11) aufweist, von denen jede zumindest eine als Schwebstoff-Filter (8) wirkende Schicht und eine als Sorptions-Filter (9) wirkende Schicht aufweist, wobei die einzelnen Filterpatronen (11) als Schallabsorptionselemente ausgelegt sind.
Klima-Anlage nach Anspruch 22, wobei die Mehrzahl der Filterpatronen (11) Gitterelemente eines schalldämpfenden Gitters bilden.
Klima-Anlage nach Anspruch 20, wobei eine Zulufteinführungseinrichtung (22) ein zylindrisches Einrichtungsgehäuse (35), eine auswechselbare zylindrische Filtereinheit (34) und einen zentralen Zuluftaustritt (36), der in einen zu klimatisierenden Raum (6) einmündet, aufweist, wobei das Gehäuse (35) die zylindrische Filtereinheit (34) unter Zwischenschaltung eines Ringraumes (37) konzentrisch umgibt sowie in den Ringraum (37) der Zuluftkanal (24) einmündet, wobei die Filtereinheit (34) den zentralen Zuluftaustritt (36) umgibt und wobei die Filtereinheit (34) und das Gehäuse (35) schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegt sind.
Klima-Anlage nach Anspruch 24, wobei auch der zentrale Zuluftaustritt (36) schalldämmend und/oder schalldämpfend ausgelegt ist.
Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, die im übrigen als standardisierte Klimaanlage ausgeführt ist, wobei das Klimazentralgerät in einem vorgegebenen Leistungsbereich betrieben sowie von dem Gebläse im Bereich vor der Filtereinrichtung in der zuzuführenden Raumluft ein statischer Druck p erzeugt wird und wobei die Zuluft mit Hilfe der als Schalldämpf- und/oder Schalldämmeinrichtung ausgelegten Filtereinrichtung mit einem Druckverlust von mindestens 50 % und höchstens 80 % des vorgegebenen statischen Druckes p gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei mit einer Filtereinrichtung gearbeitet wird, in der Zuluft mit einem Druckverlust von mindestens 60 % des vorgegebenen statischen Druckes p gereinigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, wobei die gereinigte Zuluft im Luftauslaß außerdem in eine Drallströmung umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die gereinigte Zuluft im Luftauslaß in eine turbulente Drallströmung umgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei die Reinigungswirkung meßtechnisch überwacht und die Filtereinheit bzw. die Filtereinheiten bei Absinken der Reinigungswirkung unter einem Sollwert ausgetauscht wird bzw. ausgetauscht werden.