EP0657702A2 - Anordnung zur Erzeugung zweier gegenläufiger Luftschleier - Google Patents
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- EP0657702A2 EP0657702A2 EP94119293A EP94119293A EP0657702A2 EP 0657702 A2 EP0657702 A2 EP 0657702A2 EP 94119293 A EP94119293 A EP 94119293A EP 94119293 A EP94119293 A EP 94119293A EP 0657702 A2 EP0657702 A2 EP 0657702A2
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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
- F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains
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- F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains
- F24F2009/007—Use of air currents for screening, e.g. air curtains using more than one jet or band in the air curtain
Definitions
- Air curtains are used when outside doors or gates are to be prevented from entering the room or from escaping outside.
- An arrangement to generate such a door air curtain is known from DE-PS 30 50 685.
- a high-pressure fan In the housing there is a high-pressure fan, the suction side of which is connected to an air inlet and the pressure side of which is connected to an ejector nozzle.
- the ejector nozzle serves to generate an induction air jet in order to be able to transport the air blown out of the air outlet with a further fan over the entire door height. This so-called primary air is expelled from the air outlet at a lower pressure and would not reach far enough to the ground without the induction air jet.
- an air conditioning device is located in the flow path between the air inlet and the air outlet in order to adjust both the temperature and, if appropriate, the air humidity of the blown-out air can.
- the known device is used in such a way that its air inlet faces the interior of the room, while the air outlet with the ejector nozzles is directed parallel to the door opening from top to bottom. This creates an air roller during operation, the air flow of which is directed in the vicinity of the floor from the door opening to the interior of the room, as is also the case in the article "Energy saving through the use of air curtain systems" in the magazine “Ki Air Conditioning Refrigeration Heating", 9/1983 is described.
- the known device works satisfactorily as long as the pressure inside the room corresponds to the pressure of the atmosphere outside the room. However, as soon as additional ventilation devices are effective in the room or thermal lift is present, a negative pressure is created and the air curtain is no longer able to prevent outside air from penetrating through the air curtain. Rather, outside air flows in near the ground due to the air flow of the air roller of the gate air curtain, which causes a cold air lake next to the door.
- this type of air flow creates an air roller that extends far into the space to be protected.
- the outside air which is constantly sucked in directly, increases the energy expenditure for tempering the air curtain in comparison to the previously explained variant.
- the energy requirement is about twice as large as in the first variant if the same interior temperature and a temperature difference between inside and outside of approx. 10 to 20 K is assumed.
- Another embodiment known from practice provides for the use of two air curtains in order to improve the shielding effect, one on the inside of the door and the other on the outside of the door in such a way that both door air curtains produce air rollers with opposite directions of rotation , where the descending air flow occurs between the rollers.
- This supply air flow would penetrate under the air roller of the inner door air curtain on the ground and in turn create a cold air lake in the vicinity of the door.
- the energy requirement is roughly the same as for a simple air roller that is directed outwards on the ground.
- two air rollers are produced which have an opposite direction of rotation.
- the fan devices are arranged so that the rising air flow occurs between the rollers.
- the door air curtain directly adjacent to the door works like a single gate air curtain according to the prior art, i.e. the high-velocity air flows downwards directly at the door opening and is redirected on the floor towards the interior of the room and shortly thereafter upwards.
- This arrangement is extremely effective in itself when the pressure is equalized between the interior of the room and the outside atmosphere.
- the inner air roller flows in the opposite direction, but because of the reversed air roller directly at the door, no air can escape from the inner air roller.
- the open door and the air curtains ensure constant pressure equalization.
- the cold air coming from the outside is transported from the outer air roller to the blower devices and is divided into a portion that is fed into the outer air roller and a further portion that reaches the inner air roller. Since this portion runs through the air conditioning device of the inner second blower device before penetrating into the interior of the room, the penetrating outside air is heated up to such an extent that no pulling action occurs.
- the blower devices can either be spaced apart from one another, for example in a kind of wind trap, there being a considerable distance between the two door air curtain devices, or the blower devices can be accommodated in a common housing.
- the two air inlets can also be combined to form a common air inlet.
- first and second blower devices may be next to one another arranged.
- FIG. 1 shows, in a highly schematic form, a room 1 of a building which is delimited by a floor 2, a ceiling 3 and a wall 4 surrounding it on all sides. At one point in the wall 4 there is an open door or gate opening 5 which extends from the floor 2 to a lintel 6 which is spaced from the ceiling 3. With reference to FIG. 1, the interior of the room is to the right of the wall 4, while the wall 4 on the left is “outside”.
- a first and a second blower device 7, 8 are mounted side by side at the same height.
- the first blower device 7 has an air outlet 9, which is directed next to the lintel 6 down towards the floor 2.
- the first blower device 7 Located further to the interior of the room, the first blower device 7 has an air inlet 11 on its underside through which it sucks in air, which is then blown out via the aforementioned air outlet 9.
- the second blower device 8 has the same structure, but is mounted in mirror image, i.e. its air outlet 12 is located further inside than its air inlet 13.
- blower devices 7 and 8 are expediently designed such that their air inlets 11, 13 or air outlets 9, 12 extend over the entire width of the door 5. If this is not possible for design reasons, there is also the possibility of providing several first blower devices 7 and several second blower devices 8 alongside the lintel 6, so that the width of all air outlets 9, 12 and air inlets 11, 13 together approximately the width of the door 5 corresponds.
- the air roller 15 consists of an air stream 16 blown out of the air outlet 9 onto the floor 2, which is deflected near the floor 2 at 17 in the direction of the interior of the room and then returns to the air inlet 11 as an ascending air stream 18, that is, the air roller 15 circulates, based on the illustration in FIG. 1, in a clockwise direction, while the air roller 14 runs counterclockwise due to the mirror-image arrangement of the blower device.
- Your airflow 19 directed towards the floor 2 lies furthest towards the interior of the room or, in other words, the furthest away from the door 5 and is deflected at 21 towards the door 5, in order then to return as an upward-directed airflow 22 to the air inlet 13 .
- the air roller 14 on the door 5 prevents an exchange of air between the outside and the inside.
- the second blower device 8 contains an air conditioning device which is arranged in terms of flow between the air inlet 13 and the air outlet 12, the outside air 23 only arrives after it has been set to corresponding values in terms of temperature and humidity, as Air flow 24 the interior of the room.
- the new arrangement ensures that no outside air reaches the inside of the room without conditioning.
- the first blower device 7 does not necessarily need an air conditioning device, because it is intended to shield the inner air roller from the outside. Only at very low outside temperatures it may be advisable to heat the outer air roller a little in order to make passing the outer air roller more comfortable. In any case, however, the heating power for the outer air roller is lower than for the inner air roller, which reduces the heat losses to the outside. Furthermore, the amount of air per unit time of the outer air roller can be less than that of the inner air roller, which is adjacent to the room.
- the two blower devices 7 and 8 are arranged directly next to each other. If necessary, they can also be accommodated in a common housing, the common air inlet then being located between the air outlets located at the ends of the housing.
- the two blower devices 7 and 8 are designed so that the heating energy for the outer air roller as it comes from the first blower device 7 can be dimensioned less or is dimensioned less than the heating power for the inner air roller the second blower device.
- the two blower devices 7 and 8 are essentially independent of one another in terms of air technology, at least with regard to the heating of the air rollers.
- the room 1 contains, at a distance from its outer wall 4 with the door opening 5 towards the interior of the room, a further wall 25 with its own door opening 26 which is delimited at its upper edge by a lintel 27.
- the first blower device 7 is fastened in an oriented manner above the lintel 6 towards the interior of the room.
- the air outlet 9 is directly adjacent to the door opening 5.
- the other blower device 8 is mounted at a distance from the first blower device 7 on the wall 25 above the door lintel 27, on the side facing the outer wall 4.
- the second blower device 8 is fastened to the partition 25 in such a way that its air outlet 12 creates an air curtain, the door opening 26 is directed directly adjacent to the floor 2. This in turn creates two air rollers 14 and 15 with opposite directions of rotation, such that the air flows 18 and 22 of the two air rollers 14 and 15 directed upwards to the blower devices 7 and 8 lie between them.
- FIG. 4 schematically shows the structure of the second blower device 8. It has a cuboid sheet metal housing 31 which is closed on all sides and has an upper side 32, a lower side 33 and a total of four side walls 34 which are parallel to one another in pairs.
- the air inlet 13 in the form of a plurality of notched longitudinal slots 35, through which the air can penetrate into the interior of the housing 31.
- an inner partition 36 which divides a chamber 37 within the housing 31.
- the partition 36 connects to the bottom 33 next to the air inlet 13 and leads at a distance from the top 32 to the right side wall 34.
- the air outlet 12 for example in the form of a grille, is also located in the bottom 33 and connects the partitioned Chamber 37 with the outside atmosphere. The arrangement is such that the air outlet 12 runs parallel to and adjacent to the right side wall 34.
- the partition 36 consists of a rising part 38 beginning at the bottom 33, which ends at a distance from the top 32 and merges into a horizontal section 39 which leads to the right side wall 34, to which it is largely airtight. Otherwise, these two sections 38 and 39 extend Partition 36 perpendicular to the plane of the drawing between the side walls 34 parallel to the plane of the drawing.
- An intake funnel 41 in which a blower 42 is arranged, is located in the partition wall section 38. At a distance from the blower 42, a schematically indicated air conditioning device 43 is provided in the chamber 37, which in the simplest case is a heat exchanger through which the air flows.
- a further partition wall 44 is arranged in the chamber 37, which begins at the upper partition wall section 39, runs from there downwards towards the right side wall 34 and above the grille 45 in the air outlet 12 passes over a horizontal section 46 which is attached at its free end to the right side wall 34.
- a further inner chamber 47 is divided in terms of flow in the chamber 37.
- This further chamber 47 serves as an air duct for generating an induction air jet with the aid of a high-pressure blower 48 which is connected to an intake funnel 49 which is formed in the upper partition section 39 and opens into the inner chamber 47.
- blower device The operation of the blower device is as follows: With the aid of the blower 42, air is sucked in via the air inlet 13 and conveyed into the chamber 37 under pressure. In the chamber 37 flows through the fan 42 conveyed air, the air conditioning device 43 and impinges on the partition 44, on which it is deflected downward, so that it can flow out through the grille 45 of the air outlet 12. Another air flow entering through the air inlet 13 flows past the blower 42 through the channel delimited between the upper side 32 and the upper partition section 39 to the intake funnel 49.
- the high-pressure fan 48 which is connected to the intake funnel 49, also presses the intake air Relatively high pressure and thus a correspondingly high speed through the ejector 51 to the outside, which is arranged behind the grille 45 of the air outlet 12.
- the high speed of the induction jet emerging from the ejector nozzle 51 also serves as a supporting jet for stabilizing the air curtain and thus for creating the air coming from the air conditioning device 43 at a low air speed against the effect of natural convection as far as the floor 2 of the room 1.
- blower device only part of the intake air is thus conditioned, while the other part is blown out at high speed without conditioning.
- a second air conditioning device in order to bring the air, which exits via the ejector nozzle 51, to corresponding values with regard to temperature and / or humidity.
- the first blower device 7 can be constructed in exactly the same way as the second blower device 8, ie it can also contain an air conditioning device 43 or else the air conditioning device 43 can missing or set to other values to minimize heat losses to the outside.
- FIGS. 1 to 3 The formation of the opposing air curtain shown in FIGS. 1 to 3 can not only be achieved with the gate air curtain device according to FIG. 4, in which an additional induction air jet is used. Alternatively, it is also possible to produce these air rollers 14 and 15 with air curtain devices which lack the high-pressure part and consequently the induction air jet. It is sufficient to use only the primary air which is generated with the aid of the blower 42 and exits from the air outlet 12.
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Abstract
Description
- Luftschleier werden verwendet, wenn an offenen Türen oder Toren möglichst ein Eindringen von Außenluft in den Raum bzw. ein Entweichen von Raumluft nach außen verhindert werden soll. Eine Anordnung, um einen solchen Torluftschleier zu erzeugen, ist aus der DE-PS 30 50 685 bekannt. In dem Gehäuse befindet sich ein Hochdrucklüfter, dessen Saugseite an einen Lufteinlaß und dessen Druckseite an eine Ejektordüse angeschlossen ist. Die Ejektordüse, dient dazu, einen Induktionsluftstrahl zu erzeugen, um die mit einem weiteren Lüfter aus dem Luftauslaß ausgeblasene Luft über die gesamte Torhöhe transportieren zu können. Diese sogenannte Primärluft wird mit geringerem Druck aus dem Luftauslaß ausgestoßen und würde ohne den Induktionsluftstrahl nicht weit genug bis zum Boden reichen.
- Außerdem befindet sich in dem Strömungsweg zwischen dem Lufteinlaß und dem Luftauslaß eine Luftkonditioniereinrichtung, um sowohl die Temperatur als auch gegebenenfalls die Luftfeuchte der ausgeblasenen Luft einstellen zu können.
- Das bekannte Gerät wird in der Weise eingesetzt, daß sein Lufteinlaß dem Rauminneren zugekehrt ist, während der Luftauslaß mit den Ejektordüsen von oben nach unten parallel zur Türöffnung gerichtet ist. Dadurch entsteht beim Betrieb eine Luftwalze, deren Luftströmung in der Nähe des Bodens von der Türöffnung zum Rauminneren gerichtet ist, wie dies auch in dem Aufsatz "Energieeinsparung durch Einsatz von Luftschleieranlagen" in der Zeitschrift "Ki Klima-Kälte-Heizung", 9/1983 beschrieben ist.
- Die bekannte Einrichtung arbeitet solange zufriedenstellend, als der Druck im Rauminneren dem Druck der Atmosphäre außerhalb des Raumes entspricht. Sobald jedoch in dem Raum weitere Belüftungseinrichtungen wirksam sind oder thermischer Auftrieb vorhanden ist, entsteht ein Unterdruck und der Luftschleier ist nicht mehr in der Lage, ein Eindringen von Außenluft durch den Luftschleider hindurch zu verhindern. Vielmehr strömt in Bodennähe aufgrund der dort entsprechend gerichteten Luftströmung der Luftwalze des Torluftschleiers Außenluft ein, die neben der Tür einen Kaltluftsee hervorruft.
- Außerdem erzeugt diese Art der Luftführung eine weit in den zu schützenden Raum reichende Luftwalze.
- Man hat deswegen bereits versucht, wie ebenfalls in dem bereits zitierten Aufsatz "Energieeinsparung durch Einsatz von Luftschleieranlagen" in der Zeitschrift "Ki Klima-Kälte-Heizung", 9/1983 erläutert ist, das bekannte Gerät anders herum zu montieren, so daß die Luftwalze am Boden nicht mehr zum Rauminneren, sondern nach außen gerichtet ist. Diese Anordnung hat bei Druckausgleich zwischen Rauminnerem und Außenatmosphäre aber bereits den Nachteil verhältismäßig großer Wärmeverluste, weil unterhalb der Türoberkante in den Lufteinlaß ständig Außenluft eingesaugt wird, die beim Ausblasen aus dem Torluftschleiergerät zu einer Druckerhöhung im Rauminneren führt, so daß sich im Rauminneren ein Überdruck aufbaut, der den Luftschleier nach außen drückt. Umgekehrt entsteht bei Unterdruck im Rauminneren ein zusätzlicher Abstrom von Außenluft als Zuluft in den Raum selbst.
- Die ständig unmittelbar eingesaugte Außenluft erhöht im Vergleich zu der zuvor erläuterten Variante den Energieaufwand zur Temperierung des Luftschleiers. Der Energiebedarf ist etwa doppelt so groß wie bei der ersten Variante, wenn gleiche Inneraumtemperatur und eine Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen von ca 10 bis 20 K angenommen wird.
- Eine weitere aus der Praxis bekannt Ausführungsform sieht die Verwendung von zwei Luftschleiergeräten vor, um die abschirmende Wirkung zu verbessern, wobei das eine an der Innenseite der Tür und das andere an der Außenseite der Tür so angebracht ist, daß beide Torluftschleiergeräte Luftwalzen mit entgegengesetztem Drehsinn erzeugen, wobei die absteigende Luftströmung zwischen den Walzen auftritt. Dies bedeutet, daß das auf der Außenseite befindliche Torluftschleiergerät ständig kalte Außenluft ansaugt und folglich dieses Luftschleiergerät eine große Wärmeleistung erbringen muß, da die abwärtsströmende Luft aus diesem Luftschleiergerät etwa dieselbe Temperatur haben muß wie das mit der Raumluft versorgte Luftschleiergerät. Andernfalls würde bei Unterdruck im Raum die kältere Luft aus dem äußeren Luftschleiergerät als Zugluft in den Raum eingesaugt werden. Diese Zuluftströmung würde unter der Luftwalze des inneren Torluftschleiergerätes am Boden eindringen und wiederum in der Nachbarschaft der Tür einen Kaltluftsee erzeugen.
- Der Energiebedarf ist hierbei etwa genauso groß wie bei einer einfachen Luftwalze, die am Boden nach außen gerichtet ist.
- Schließlich ist es aus dem Aufsatz "Kaltluftabriegelung durch Warmluftschleier", in "Sanitäre Technik", Nr. 2/1961 bekannt zwei gegenläufige Luftglocken zu verwenden, wobei die aufwärts gerichtete Strömung zwischen den beiden Luftglocken auftritt. Hierzu wird ein gemeinsames Gebläse sowie eine gemeinsame Heizeinrichtung verwendet, um beide Luftglocken zu erzeugen. Der Energiebedarf zum Heizen der umgewälzten Luft ist deswegen mindestens so groß wie bei der ganz oben als erstes diskutierten Ausführungsform.
- Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Erzeugen eines Tür- oder Torluftschleiers zu schaffen, die auch bei Unterdruck im Rauminneren wirksam ein Eindringen von kalter Außenluft verhindert und einen geringeren Energiebedarf hat.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Infolge der Verwendung der zwei Gebläseeinrichtungen werden zwei Luftwalzen erzeugt, die gegensinnig gerichteten Drehsinn aufweisen. Die Gebläseeinrichtungen sind so angeordnet, daß die aufsteigende Luftströmung zwischen den Walzen auftritt. Bei dieser Anordnung arbeitet das der Tür unmittelbar benachbarte Torluftschleiergerät wie ein einzelnes Torluftschleiergerät nach dem Stand der Technik, d.h. die mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßende Luft strömt unmittelbar an der Türöffnung nach unten und wird am Boden in Richtung auf das Rauminnere und kurz danach nach oben umgelenkt. Diese Anordnung ist bei Druckausgleich zwischen Rauminneren und Außenatmosphäre bereits für sich genommen außerordentlich wirkungsvoll. Die innenliegende Luftwalze strömt in der entgegengesetzten Richtung, wobei aber wegen der umgekehrt laufenden Luftwalze unmittelbar an der Tür von der inneren Luftwalze keine Luft nach außen dringen kann.
- Zufolge der betriebsmäßigen Unabhängigkeit der beiden Gebläseeinrichtungen braucht die äußere Gebläseeinrichtung nicht beheizt zu werden, ohne daß dadurch eine Verschlechterung des Komforts im Inneraum zustande kommt. Im Gegenteil führt die auf der Inneseite nach unten strömende Luft zu einer weniger weit in den Inneraum reichenden Luftwalze und damit zu einer geringeren Luftbewegung in der Nähe der abgeschirmten Türöffnung. Der Heizenergiebedarf verringert sich auf ca. 60 % verglichen mit einem Türluftschleiergerät mit einfacher Luftwalze, die am Boden nach innen gerichtet ist. Die äußere unbeheizte oder weniger beheizte Luftwalze schirmt die innere beheizte Luftwalze ab und verhindert so Wärmeverluste nach außen.
- Im Falle eines Unterdrucks im Raum infolge von dort arbeitenden Entlüftungs- oder Belüftungseinrichtungen erfolgt durch die offene Tür und die Torluftschleier ein ständiger Druckausgleich. Die von außen kommende kalte Luft wird dabei von der äußeren Luftwalze zu den Gebläseeinrichtungen geschafft und teilt sich in einen Anteil auf, der in die äußere Luftwalze eingespeist wird und einen weiteren Anteil, der in die innere Luftwalze gelangt. Da dieser Anteil vor dem Eindringen in das Rauminnere durch die Luftkonditioniereinrichtung der inneren zweiten Gebläseeinrichtung läuft, wird hier die eindringende Außenluft so weit aufgeheizt, daß keine Zugwirkung auftritt.
- Je nach räumlichen Verhältnissen können die Gebläseeinrichtungen entweder voneinander beabstandet sein, beispielsweise in einer Art Windfang, wobei zwischen den beiden Torluftschleiereinrichtungen ein erheblicher Abstand ist, oder aber die Gebläseeinrichtungen können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Im Falle der gemeinsamen Unterbringung in einem Gehäuse können auch die beiden Lufteinlässe zu einem gemeinsamen Lufteinlaß vereinigt sein.
- Entsprechend der Breite der Tür sind nebeneinander gegebenenfalls mehrere erste und zweite Gebläseeinrichtungen angeordnet.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Anordnung mit zwei in einem Gehäuse untergebrachten Gebläseeinrichtungen in einer schematisierten Seitenansicht bei Druckausgleich,
- Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 bei Unterdruck im Raum,
- Fig. 3 die Anordnung der Gebläseeinrichtungen bei räumlicher Trennung in einer schematisierten Seitenansicht und
- Fig. 4 eine der Gebläseeinrichtungen in einem stark schematisierten Längsschnitt.
- Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Form einen Raum 1 eines Gebäudes, der von einem Boden 2, einer Decke 3 sowie einer ihn allseitig umschließenden Wand 4 umgrenzt ist. In der Wand 4 befindet sich an einer Stelle eine offene Tür- oder Toröffnung 5, die von dem Boden 2 bis zu einem Türsturz 6 reicht, der von der Decke 3 beabstandet ist. Bezogen auf Fig. 1 befindet sich rechts von der Wand 4 das Rauminnere, während links der Wand 4 "außen" ist.
- Oberhalb des Torsturzes 6 sind eine erste und eine zweite Gebläseeinrichtung 7, 8 nebeneinander auf gleicher Höhe angebracht. Die erste Gebläseeinrichtung 7 weist einen Luftauslaß 9 auf, der neben dem Türsturz 6 nach unten in Richtung auf den Boden 2 gerichtet ist. Weiter zum Rauminneren hin gelegen weist die erste Gebläseeinrichtung 7 an ihrer Unterseite einen Lufteinlaß 11 auf, über den sie Luft einsaugt, die sodann über den vorerwähnten Luftauslaß 9 ausgeblasen wird.
- Die zweite Gebläseeinrichtung 8 hat denselben Aufbau, ist jedoch spiegelbildlich angebaut, d.h. ihr Luftauslaß 12 befindet sich weiter im Rauminneren als ihr Lufteinlaß 13.
- Zweckmäßigerweise sind beide Gebläseeinrichtungen 7 und 8 so gestaltet, daß sich ihre Lufteinlässe 11, 13 bzw. Luftauslässe 9, 12 über die gesamte Breite der Tür 5 erstrecken. Falls dies aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist, besteht auch die Möglichkeit, längs des Türsturzes 6 mehrere erste Gebläseeinrichtungen 7 sowie mehrere zweite Gebläseeinrichtungen 8 nebeneinander vorzusehen, damit die Breite aller Luftauslässe 9, 12 und Lufteinlässe 11, 13 zusammen etwa der Breite der Tür 5 entspricht.
- Wenn die Gebläseeinrichtungen 7, 8 in Gang gesetzt werden, erzeugen sie zwei nebeneinander liegende Luftwalzen 14 und 15. Die Luftwalze 15 besteht aus einem aus dem Luftauslaß 9 auf den Boden 2 ausgeblasenen Luftstrom 16, der in der Nähe des Bodens 2 bei 17 in Richtung auf das Rauminnere umgelenkt wird und sodann als aufsteigender Luftstrom 18 zu dem Lufteinlaß 11 zurückgelangt, d.h. die Luftwalze 15 zirkuliert, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1, im Uhrzeigersinne, während die Luftwalze 14 aufgrund der spiegelbildlichen Anordnung der Gebläseeinrichtung im Gegenuhrzeigersinne läuft. Ihre zum Boden 2 hin gerichtete Luftströmung 19 liegt am weitesten zum Rauminneren hin oder anders ausgedrückt, am weitesten von der Tür 5 entfernt und wird bei 21 in Richtung auf die Tür 5 zu umgelenkt, um sodann als aufwärts gerichtete Luftströmung 22 zu dem Lufteinlaß 13 zurückzugelangen.
- Bei Druckausgleich zwischen dem Rauminneren und außen verhindert die Luftwalze 14 an der Tür 5 einen Luftaustausch zwischen außen und innen. Die Luftwalze 15 dagegen begrenzt die Ausdehnung der Luftwalze 14 zum Rauminneren hin, weil der absteigende Luftstrom 19 mit der höheren Geschwindigkeit und damit der größeren Richtungsstabilität in jedem Falle die Größe der Luftwalze 14 zum Rauminneren beschränkt. Damit ergeben sich bereits in kürzer Entfernung von der Tür 5 praktisch zugluftfreie Raumklimabedingungen oder, mit anderen Worten, die Raumluft ist in geringem Abstand von dieser eine Torluftschleieranlage bildenden Anordnung aus den beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 beruhigt bzw. strömungsarm.
- Falls in dem Raum 1 eine zusätzliche Entlüftungseinrichtung vorgesehen ist, entsteht in dem Raum 1 gegenüber außen ein Unterdruck, der bestrebt ist, Außenluft in den Raum 1 einzusaugen. Damit entsteht eine Luftströmung, wie sie in Fig. 2 schematisch veranschaulicht ist. Wegen des Unterdrucks gelangt ein von außen kommender Luftstrom 23 zwischen der Luftwalze 14 und dem Boden 2 durch die Türöffnung 5 hindurch. Dieser Luftstrom 23 wird durch die Rotationsrichtung der Luftwalze 14 begünstigt. Da aber die Luftwalze 15 im Uhrzeigersinne und damit entgegen der Rotationsrichtung der Luftwalze 14 läuft, verhindert die am Boden 2 herrschende Luftströmung 21 mit ihrer auf die Tür 5 gerichteten Komponente, daß der Luftstrom 23 weiter ungehindert in den Raum 1 eindringen kann. Statt dessen wird der Luftstrom 23 zwischen den beiden Luftwalzen 14 und 15 eingefangen und nach oben zu den beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 geschafft. Je nach Druckverhältnissen wird dieser von außen kommende Luftstrom 23 nun überwiegend in die zweite Gebläseeinrichtung 8 eingesaugt und kann dadurch nur nach Passieren der Gebläseeinrichtung 8 über den Luftauslaß 12 in das Rauminnere vordringen, wie dies durch Pfeile 24 angedeutet ist.
- Da, wie weiter unten noch erläutert wird, zumindest die zweite Gebläseeinrichtung 8 eine Luftkonditioniereinrichtung enthält, die strömungsmäßig zwischen dem Lufteinlaß 13 und dem Luftauslaß 12 angeordnet ist, gelangt die Außenluft 23 erst, nachdem sie hinsichtlich Temperatur und Feuchte auf entsprechende Werte eingestellt ist, als Luftströmung 24 das Innere des Raumes. Somit ist auch bei Unterdruck in dem Raum 1 durch die neue Anordnung sichergestellt, daß keine Außenluft unmittelbar ohne Konditionierung das Rauminnere erreicht.
- Die erste Gebläseeinrichtung 7 braucht nicht notwendigerweise eine Luftkonditioniereinrichtung, denn sie soll die innere Luftwalze nach außen hin abschirmen. Lediglich bei sehr tiefen Außentemperaturen kann es zweckmäßig sein, auch die äußere Luftwalze etwas zu beheizen, um das Passieren der äußeren Luftwalze komfortabler zu gestalten. In jedem Fall ist aber die Heizleistung für die äußere Luftwalze geringer als für die innere Luftwalze, womit die Wärmeverluste nach außen vermindert sind. Ferner kann die Luftmenge pro Zeiteinheit der äußeren Luftwalze geringer sein als bei der inneren also dem Raum benachbarten Luftwalze.
- Gemäß den Fig. 1 und 2 sind die beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 unmittelbar nebeneinander angeordnet. Sie können gegebenenfalls auch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, wobei sich dann der gemeinsame Lufteinlaß zwischen den an den Enden des Gehäuses liegenden Luftauslässen befindet.
- Wesentlich ist bei der neuen Ausführungsform, daß die die beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 so gestaltet sind, daß die Heizenergie für die äußere Luftwalze wie sie von der ersten Gebläseeinrichtung 7 kommt, geringer bemessen werden kann oder geringer bemessen ist als die Heizleistung für die innere Luftwalze der zweiten Gebläseeinrichtung. D.h. die beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 sind zumindest hinsichtlich der Beheizung der Luftwalzen lufttechnisch im wesentlichen voneinander unabhängig.
- Neben der unmittelbar benachbarten Anbringung der beiden Gebläseeinrichtungen 7 und 8 ist auch eine räumlich beabstandete Anbringung möglich, wie dies Fig. 3 zeigt. Bei dieser Anordnung enthält der Raum 1 im Abstand von seiner Außenwand 4 mit der Türöffnung 5 zum Rauminneren hin gelegen eine weitere Wand 25 mit einer eigenen Türöffnung 26, die an ihrer Oberkante durch einen Türsturz 27 begrenzt ist. Die erste Gebläseeinrichtung 7 ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, oberhalb des Türsturzes 6 zum Rauminneren hin orientiert befestigt. Der Luftauslaß 9 ist dabei unmittelbar der Türöffnung 5 benachbart.
- Die andere Gebläseeinrichtung 8 dagegen ist im Abstand von der ersten Gebläseeinrichtung 7 an der Wand 25 oberhalb des Türsturzes 27 angebracht, und zwar auf jener Seite, die der Außenwand 4 zugekehrt ist. Das eigentliche Rauminnere, das gemäß Fig. 3 rechts von der Trennwand 25 liegt, enthält somit keine Gebläseeinrichtungen mehr. Die zweite Gebläseeinrichtung 8 an der Trennwand 25 ist derart befestigt, daß ihr Luftauslaß 12 einen Luftschleier erzeugt, der Türöffnung 26 unmittelbar benachbart zum Boden 2 gerichtet ist. Hierdurch entstehen wiederum zwei Luftwalzen 14 und 15 mit entgegengesetztem Drehsinn, und zwar so, daß die aufwärts zu den Gebläseeinrichtungen 7 und 8 gerichteten Luftströme 18 und 22 der beiden Luftwalzen 14 und 15 zwischen diesen liegen.
- Die Wirkungsweise dieser Anordnung gemäß Fig.3 ist dieselbe, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben ist.
- Fig. 4 zeigt schematisiert den Aufbau der zweiten Gebläseeinrichtung 8. Sie weist ein allseitig geschlossenes, quaderförmiges Blechgehäuse 31 mit einer Oberseite 32, einer Unterseite 33 sowie mit insgesamt vier paarweise zueinander parallelen Seitenwänden 34 auf. In der Unterseite 33 befindet sich neben der linken Seitenwand 34 der Lufteinlaß 13 in Gestalt einer Vielzahl ausgeklinkter Längsschlitze 35, durch die hindurch die Luft in das Innere des Gehäuses 31 eindringen kann. Neben diesem Lufteinlaß 13 beginnt eine innere Trennwand 36, die innerhalb des Gehäuses 31 eine Kammer 37 abteilt. Die Trennwand 36 schließt einerseits an den Boden 33 neben dem Lufteinlaß 13 an und führt im Abstand zu der Oberseite 32 bis zu der rechten Seitenwand 34. Der Luftauslaß 12, beispielsweise in Gestalt einer Gitterblende, befindet sich ebenfalls in der Unterseite 33 und verbindet die abgeteilte Kammer 37 mit der Außenatmosphäre. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Luftauslaß 12 parallel zu der rechten Seitenwand 34 und an dieser angrenzend verläuft.
- Die Trennwand 36 besteht aus einem an dem Boden 33 beginnenden aufsteigenden Teil 38, der im Abstand zu der Oberseite 32 endet und in einen horizontalen Abschnitt 39 übergeht, der zu der rechten Seitenwand 34 führt, an dieser weitgehend luftdicht angeschlossen ist. Im übrigen erstrecken sich diese beiden Abschnitte 38 und 39 der Trennwand 36 senkrecht zu dar Zeichenebene zwischen den zu der Zeichenebene parallelen Seitenwänden 34.
- In dem Trennwandabschnitt 38 sitzt ein Ansaugtrichter 41, in dem ein Gebläse 42 angeordnet ist. Im Abstand zu dem Gebläse 42 ist in der Kammer 37 eine schematisch angedeutete Luftkonditioniereinrichtung 43 vorgesehen, die im einfachsten Falle ein Wärmetauscher ist, durch den die Luft hindurchströmt.
- Neben dem abluftseitigen Ende der Luftkonditioniereinrichtung 43, die sich über die gesamte Tiefe der Kammer 37, d.h. senkrecht zu der Zeichenebene erstreckt, ist in der Kammer 37 eine weitere Trennwand 44 angeordnet, die an dem oberen Trennwandabschnitt 39 beginnt, von dort ausgehend nach unten schräg in Richtung auf die rechte Seitenwand 34 verläuft und oberhalb des in dem Luftauslaß 12 sitzenden Gitters 45 in einen horizontalen Abschnitt 46 übergeht, der an seinem freien Ende an der rechten Seitenwand 34 befestigt ist. Hierdurch wird in der Kammer 37 eine weitere innere Kammer 47 strömungsmäßig abgeteilt. Diese weitere Kammer 47 dient als Luftführung zum Erzeugen eines Induktionsluftstrahles mit Hilfe eines Hochdruckgebläses 48, das an einen Ansaugtrichter 49 angeschlossen ist, der in dem oberen Trennwandabschnitt 39 ausgebildet ist und in die innere Kammer 47 mündet.
- Die Luft aus der inneren Kammer 37 tritt über eine Ejektordüse 51 aus, die als Kugeldüse ausgebildet ist und somit verstellbar in dem unteren Trennwandabschnitt 46 sitzt.
- Die Betriebsweise der Gebläseeinrichtung ist wie folgt:
Mit Hilfe des Gebläses 42 wird Luft über den Lufteinlaß 13 angesaugt und unter Druck in die Kammer 37 befördert. In der Kammer 37 durchströmt die von dem Gebläse 42 geförderte Luft die Luftkonditioniereinrichtung 43 und prallt auf die Trennwand 44 auf, an der sie nach unten abgelenkt wird, damit sie durch das Gitter 45 des Luftauslasses 12 ausströmen kann. Ein weiterer, durch den Lufteinlaß 13 eintretender Luftstrom strömt an dem Gebläse 42 vorbei durch den zwischen der Oberseite 32 und den oberen Trennwandabschnitt 39 begrenzten Kanal zu dem Ansaugtrichter 49. Der Hochdrucklüfter 48, der an den Ansaugtrichter 49 angeschlossen ist, preßt die angesaugte Luft mit verhältnismäßig hohem Druck und damit einer entsprechend hohen Geschwindigkeit über die Ejektordüse 51 nach außen, die hinter dem Gitter 45 des Luftauslasses 12 angeordnet ist. Die hohe Geschwindigkeit des aus der Ejektordüse 51 austretenden Induktionsstrahles dient gleichzeitig als Stützstrahl zum Stabilisieren des Luftschleiers und damit dazu, die aus der Luftkonditioniereinrichtung 43 kommende Luft mit niedriger Luftgeschwindigkeit gegen die Wirkung der natürlichen Konvektion bis zu dem Boden 2 des Raumes 1 zu schaffen. - Bei der gezeigten Ausführungsform der Gebläseeinrichtung wird somit nur ein Teil der angesaugten Luft konditioniert, während der andere Teil ohne Konditionierung mit hoher Geschwindigkeit ausgeblasen wird. Es ist jedoch auch möglich, eine zweite Luftkonditioniereinrichtung vorzusehen, um auch die Luft, die über die Ejektordüse 51 austritt, hinsichtlich Temperatur und/oder Feuchte auf entsprechende Werte zu bringen.
- Wegen der Darstellungsart ist bei der gezeigten Gebläseeinrichtung 8 lediglich eine Ejektordüse 51 sichtbar. Es ist jedoch ohne weiteres verständlich, daß entsprechend der Breite der Gebläseeinrichtung 8 mehrere derartige Ejektordüsen 51 nebeneinander angeordnet werden können. Die erste Gebläseeinrichtung 7 kann genauso aufgebaut sein wie die zweite Gebläseeinrichtung 8, d.h. sie kann ebenfalls eine Luftkonditioniereinrichtung 43 enthalten oder aber es kann die Luftkonditioniereinrichtung 43 fehlen bzw. auf andere Werte eingestellt sein, um die Wärmeverluste nach außen zu minimieren.
- Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausbildung der gegensinnigen Luftschleier läßt sich nicht nur mit der Torluftschleiereinrichtung nach Fig. 4 erzielen, bei der ein zusätzlicher Induktionsluftstrahl eingesetzt wird. Alternativ ist es auch möglich, diese Luftwalzen 14 und 15 mit Luftschleiereinrichtungen zu erzeugen, denen der Hochdruckteil und folglich der Induktionsluftstrahl fehlen. Es reicht aus, lediglich die Primärluft zu verwenden, die mit Hilfe des Gebläses 42 erzeugt wird und aus dem Luftauslaß 12 austritt.
Claims (14)
- Anordnung zur Erzeugung eines Luftschleiers an einer Tür oder einem Tor (5,26) eines Raumes (1),
mit einer ersten oberhalb der Tür bzw. des Tors (5,26) angeordneten Gebläseeinrichtung (7),- die wenigstens einen der Tür bzw. dem Tor (5, 26) benachbarten Luftauslaß (9) aufweist,- wenigstens einen bezogen auf den Luftauslaß (9) näher zum Rauminneren gelegene Lufteinlaß (11) aufweist und- aus deren Luftauslaß (9) ein von oben nach unten gerichteter Luftstrom (16) austritt, der am Boden (2) nach oben zu der Gebläseeinrrichtung (7) umgelenkt wird und zumindest zum Teil in den Lufteinlaß (11) eingesaugt wird, derart, daß eine erste Luftwalze (14) entsteht deren aufwärts strömender Teil (18) von der Tür bzw dem Tor (5,26) abliegt,mit einer zweiten wenigstens einen zum Boden (2) gerichtete Luftauslaß (12) sowie wenigstens einen Lufteinlaß (13) aufweisenden Gebläseeinrichtung (8),- die bezogen auf die erste Gebläseeinrichtung (7) weiter zum Rauminneren liegt,- die eine strömungmäßig zwischen dem Lufteinlaß (13) und dem Luftauslaß (12) angeordnete eigene Luftkonditioniereinrichtung (43) enthält und- die derart orintiert ist, daß ihr Lufteinlaß (13) dem Lufteinlaß (11) der ersten Gebläseeinrichtung (7) benachbart ist, um eine Luftwalze (15) zu erzeugen die einen gegenüber der ersten Luftwalze (14) entgegengesetzten Drehsinn hat, wobei die aufsteigende Luftströmung (18,22) zwischen den Luftwalzen (14,15) auftritt. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die erste Gebläseeinrichtung (7) strömungmäßig zwischen dem Lufteinlaß (11) und dem Luftauslaß (9) eine eigene Lufkonditioniereinrichtung (43) enthält, mit deren Hilfe die von dem Lufteinlaß (11) zu dem Luftauslaß (9) strömende Luft hinsichtlich der Temperatur- und/oder Feuchtigkeitswerte einstellbar ist, und daß die Luftkonditioniereinrichtung (43) der ersten Gebläseeinrichtung (7) auf eine geringere Heizleistung eingestellt ist als die Luftkonditioniereinrichtung der zweiten Gebläseeinrichtung (8).
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß beide Gebläseeinrichtungen (7, 8) in eigenen voneinander getrennten Gehäusen (31) untergebracht sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die erste und die zweite Gebläseeinrichtung (7, 8) voneinander beabstandet sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gebläseeinrichtungen (7,8) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (11) der ersten und der Lufteinlaß (13) der zweiten Gebläseeinrichtung (7, 8) zu einem gemeinsamen Lufteinlaß vereinigt sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Breite der Tür bzw des Tors (5, 26) mehrere erste und zweite Gebläseeinrichtungen (7, 8) nebeneinander angeordnet sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Gebläseeinrichtung (7,8) gegebenenfalls bis auf eine Luftkonditioniereinrichtung (43) identisch aufgebaut sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Gebläseeinrichtung (7,8) ein Sekundärluftgebläse (48) zum Erzeugen eines Induktionsluftstrahls sowie ein Primärluftgebläse (42) umfaßt, das einen Luftstrom mit großem Volumen und geringerer Geschindigkeit als das Sekundärluftgebläse (49) erzeugt.
- Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß das Sekundärluftgebläse (49) wenigstens eine zum Luftauslaß (9, 12) gehörende Ejektordüse (51) aufweist.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Gebläseeinrichtung (7,8) eigene Gebläse enthalten, die gegebenenfalls voneinander unabhängig einstellbar sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Gebläseeinrichtung (7,8) eigene Luftführungseinrichtungen enthalten, die voneinander im wesentlichen unabhängig sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Gebläseeinrichtung (7,8) lufttechnisch voneinander im wesentlichen unabhängig sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkonditioniereinrichtung (43) lediglich eine Heizeinrichtung ist.
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