EP1162411B1

EP1162411B1 - Luftwärme/Klimagerät

Info

Publication number: EP1162411B1
Application number: EP01113847A
Authority: EP
Inventors: Goran Bernhardsson
Original assignee: Pluggit International NV
Current assignee: PLUGGIT INTERNATIONAL BV
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: ES2249354T3; EP1162411A1; DE50107463D1; ATE305119T1; DK1162411T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftwärme/Klimagerät für private oder gewerbliche Räume. Derartige Geräte dienen der Kombination von Heizung bzw. Kühlung und Ventilation.
Aus der GB 1 577 039 ist ein Gerät zum Kühlen und/oder Heizen von Räumen bekannt, bei welchem Frischluft über Düsen derart in das Gehäuse des Gerätes eingeführt wird, dass Raumluft von der Frischluft mitgerissen wird. Die ggf. erwärmte oder abgekühlte Luft wird dann nach oben aus dem Gehäuse abgegeben. Der Platzbedarf dieses bekannten Gerätes ist jedoch vergleichsweise hoch und der Leistungsgrad erscheint in einigen Anwendungsfällen in Bezug auf Heizung, Kühlung und Lüftung verbesserungswürdig.
Nach der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung soll dieses Luftwärme/Klimagerät einen geringen Platzbedarf aufweisen und daher an vielen Stellen und vorzugsweise auch in eine Gebäudewand eingelassen montierbar sein, ferner soll seine Funktion bei ansprechendem Aussehen und geringem Geräuschpegel zuverlässig ausgeführt werden und bei gutem Leistungsgrad den hohen Anforderungen an Heizung, Kühlung, Lüftung und Klimatisierung gerecht werden. Bei besonderen Ausführungsformen soll ein Vorerwärmen von durch das Gerät geführter Frischluft den Wirkungsgrad des Wärmetauschers nicht beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Luftwärme/Klimagerät gelöst, welches geringe Tiefe von z. B. nur wenigen Zentimetern, wie von nicht wesentlich mehr als etwa 6 cm, hat und bei welchem ggf. temperierte unter Druck zugeführte Frischluft über vorzugsweise geräuscharme Düsen in ein Gehäuse derart einführbar ist, dass Raumluft von der Frischluft mitgerissen wird, und dass Frischluft und/oder Raumluft in einem vorgegebenen Verhältnis Raumluft : Frischluft, von z. B. 2:1 durch das Gehäuse unter Erwärmung oder Abkühlung an einem Wärmetauscherelement hindurchgeführt und das Luftgemisch aus dem Gehäuse in den zu erwärmenden oder abzukühlenden Raum abgegeben wird. Dabei sind erfindungsgemäß die in Anspruch 1 definierten Bedingungen bezüglich der Anordnung und Geometrie der Düsen und des Wärmetauscherelements erfüllt sind.
Damit hat das erfundene Luftwärme/Klimagerät nur geringe Abmessungen in der Tiefe und lässt sich auch dort, wo wenig Platz ist, noch montieren. Die kompakte flache Bauweise trägt ferner dazu bei, dass sehr günstige Luftströmungsverhältnisse herrschen, welche zu einer definierten anteiligen Vermischung von Frischluft und Raumluft vor dem Wärmetauscherelement führt. Wie unten noch im einzelnen erläutert ist, kann das Verhältnis zwischen Raumluft und Frischluft jeweils von Gerät zu Gerät festgeschrieben werden. Dadurch dass das erwärmte oder abgekühlte Luftgemisch nach oben in den zu erwärmenden Raum abgegeben wird, kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden. Die kompakte Bauweise erlaubt aufgrund der verhältnismäßig großen Wärmeübertragungsfläche des Wärmetaucherelements auch ein schnelles Erwärmen bzw. Abkühlen der der Raumklimatisierung dienenden Luft. Als Wärmetauscher können z. B. von einem Wärmetauschermedium durchströmte Lamellenrohre, aber auch Elektroheizstäbe dienen. Da das als Lamellenrohr ausgebildete Wärmetauscherelement an ein Zirkulationssystem geringen Volumens angeschlossen sein kann, ist das Risiko bei Leckagen verhältnismäßig gering.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind Einlass und Auslass für das Wärmetauschermedium des Wärmetauscherelements auf der gleichen Gehäuseseite - rechts oder links - angeordnet. Auf diese Weise wird die Montage des Wärmetauscherelements sehr einfach. Als Wärmetauschermedium können, insbesondere z.B. mittels Solartechnik erhitztes Wasser oder Kühlwasser, Abgase eines Brenners etc. verwendet werden.
Außerdem kann in dem Wärmetauscherelement das Wärmetauschermedium mittels einer Doppelanschlussarmatur zunächst in ein Innenlängsrohr eingeführt und von diesem in einem dieses umgebenden Außenlängsrohr zurückgeführt werden, so dass ein günstiges Gegenstromprinzip entsteht.
Zur Optimierung der Luftströmung trägt ferner bei, wenn eine Frontplatte des Gehäuses unterhalb des Wärmetauschelements im Bereich von Düsen für eine Reihe unterer, z. B. vertikaler Eintrittsschlitze für das Ansaugen der zu erwärmenden oder abzukühlenden Raumluft und darüber eine Reihe oberer vertikaler Austrittsschlitze für erwärmte oder abgekühlte Luft aufweist, wobei das Verhältnis der wirksamen Länge der oberen Austrittsschlitze zu der wirksamen Länge der unteren Eintrittsschlitzen ein Maß für den Anteil von Raumluft, der in das Luftgemisch aufgrund der Strömung der unter Druck eingeführten Frischluft aufgenommen wird, darstellen kann.
Während das Wärmetauscherelement an seinem einen Ende, wie bereits erwähnt, über eine Doppelanschlussarmatur in dem Gehäuse festgelegt sein kann, wird es vorzugsweise bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wenigstens auf der anderen Seite z.B. mittels Klipsen aus Kunststoff lösbar und vibrationsfrei in dem Gehäuse des Luftwärme/Klimageräts eingeklemmt und ist damit auch leicht austauschbar.
Ein noch weiteres fakultatives Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Düsen in einer sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckenden, vorzugsweise auswechselbaren Düsenleiste, z.B. aus Kunststoff, zusammengefasst sind. Die Luftaustrittsöffnungen der Düsen sind dabei z.B. durch einen Luftlängskanal der Düsenleiste untereinander verbunden. Auf diese Weise wird nicht nur die Herstellung der Düsen verbilligt, sondern bei zuverlässiger Funktion und gleichmäßiger Verteilung des Luftstroms über die Länge des Luftwärme/Klimageräts auch deren Montage erleichtert.
Von Vorteil ist hierbei, wenn die Düsenleisten in Längsschlitze der Trennwand auswechselbar einsetzbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse eine untere Lufteintrittskammer für unter Druck zugeführte ggf. vorgewärmte Frischluft und eine obere Luftaustrittskammer für das Gemisch aus Frischluft und Raumluft auf, in deren Trennwand die vorzugsweise auf das Wärmetauscherelement gerichteten Düsen angeordnet sind. Auf diese Weise ergeben sich sehr günstige Strömungsverhältnisse in Verbindung mit dem angestrebten Wärmeaustausch. Die Vermischung von Frischluft und angesaugter Raumluft erfolgt in einem Mischkammerbereich der Luftaustrittskammer vor dem Wärmetauschelement.
Die Trennwand ist vorzugsweise im Bereich der unteren vertikalen Eintrittsschlitze der Frontplatte vorgesehen, wobei je nach Höhenlage der Trennwand relativ zu den unteren vertikalen Eintrittsschlitzen der Frontplatte das erwähnte Verhältnis Raumluft : Frischluft eingestellt werden kann.
Bei einfacher flacher Bauweise ist das Gehäuse z.B. von einer flachen Gehäuseschale und der bereits erwähnten Frontplatte gebildet.
Durch die erwähnte Austauschbarkeit von Einzelelementen lässt sich das jeweilige Luftwärme/Klimagerät leicht auf die örtlichen Verhältnisse anpassen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Frischluft durch z. B. mäanderartige Leitbleche in der Lufteintrittskammer, vorzugsweise in Längsrichtung des Gehäuses, hin und her geführt und die Raumluft durch die über die Länge des Gehäuses verteilten unteren Eintrittsschlitze der Frontplatte aufgrund der aus den Düsen ausströmenden Frischluft eingesaugt. Auf diese Weise wird ein gleichförmiger und geräuschloser Luftaustritt aus den Düsen und eine gute Durchmischung der Luftströme erreicht.
Die Erfindung betrifft auch ein weiteres Luftwärme/Klimagerät von geringer Tiefe, welches eine Weiterbildung des zuvor geschilderten Luftwärme/ Klimagerätes, aber auch ein selbstständig gekennzeichnetes Gerät sein kann. Bei diesem wird ggf. vorerwärmte Frischluft von einer ersten Lufteintrittskammer über vorzugsweise geräuscharme Düsen in eine Mischkammer geführt und dadurch Raumluft über ggf. untere vorzugsweise vertikale Lufteintrittsschlitze der Frontplatte in eine zweite Lufteintrittskammer und von dieser über ein Wärmetauscherelement in die Mischkammer gesaugt; das so erzeugte Luftgemisch wird von der Mischkammer über ggf. obere vorzugsweise vertikale Austrittsschlitze der Frontplatte in den zu erwärmenden oder zu kühlenden Raum abgegeben. Hierbei wird lediglich die eingesaugte Raumluft über den Wärmetauscher geführt.
Ein derartiges Gerät ist z. B. maximal 6 cm tief, hat eine Höhe von weniger als 300 mm, einen geringen Geräuschpegel von < 30 dBA und einen niedrigen Druckverlust von < 20-30 Pa.
Bei einem derartigen Luftwärme/Klimagerät ist das Wärmetauscherelement vorzugsweise zwischen einer unteren zweiten Lufteintrittskammer und einer oberen Mischkammer angeordnet. Auf diese Weise erfolgt die Luftströmung innerhalb des Gerätes im Wesentlichen von unten nach oben.
Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades kann vorgesehen sein, dass die in die Mischkammer mündenden Düsen über einen flachen engen Kanal mit der ersten Lufteintrittskammer verbunden sind, wobei der Kanal entweder zwischen einer die Mischkammer begrenzenden Wand und der Gehäuserückwand oder zwischen dem Wärmetauscherelement und der Gehäuserückwand gebildet ist, je nachdem, ob die erste Lufteintrittskammer oberhalb oder unterhalb des Wärmetauscherelements angeordnet ist.
Der Strömungsverlauf wird insbesondere dadurch begünstigt, wenn die in Richtung des Luftstromes der Raumluft von den Eintrittsschlitzen zu den Austrittsschlitzen weisenden Düsen am unteren bzw. oberen Ende des flachen engen Kanals angeordnet sind. Hierdurch entsteht ein besonders niedriger Geräuschpegel unter Vermeidung eines Helmholtz-Resonatoreffekts, welcher bei Injektordüsen, welche am Umfang eine Druckkammer, wie sie die erste Lufteintrittskammer ist, angeordnet sind, auftritt.
Dabei sind die in Richtung des Luftstromes der Raumluft von den Eintrittsschlitzen zu den Austrittsschlitzen weisenden Düsen vorzugsweise am unteren bzw. oberen Ende des flachen engen Kanals angeordnet.
Das Luftwärme/Klimagerät kann bei gutem Wirkungsquerschnitt möglichst flach ausgebildet sein, wenn die Mischkammer von der ersten Lufteintrittskammer bzw. einem restlichen Teil des Gehäuseinneren durch eine die Düsen enthaltende Wand abgeteilt ist, welche schräg von den an deren unterem Ende angeordneten Düsen zu dem oberen Ende der oberen Austrittsschlitze verläuft.
Dabei haben sich die in Anspruch 17 wiedergegebenen Bedingungen besonders bewährt.
Eine weitere Ausgestaltung der zuvor geschilderten Luftwärme/Klimageräte zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Lufteintrittskammer für die ggf. vorerwärmte Frischluft von der vorzugsweise darunter liegenden Mischkammer durch eine etwa horizontale, die Düsen aufweisende Wand getrennt ist, dass der Wärmetauscher zu der Frontplatte unter Bildung einer sich vorzugsweise nach unten verjüngenden zweiten Lufteintrittskammer für die Raumluft schräg gestellt ist, und dass die Düsen im Bereich des geringsten Abstandes des Wärmetauscherelements von der Rückwand der Mischkammer angeordnet sind. Hierbei kann ein Wärmetauscherelement mit verhältnismäßig großem Wirkungsquerschnitt eingesetzt werden, ohne dass die Tiefe des Gerätes einen vorgegebenen Wert von etwa 6 cm überschreitet.
Bei dieser Ausführung haben sich insbesondere die in Anspruch 19 angegebenen geometrischen Parameter besonders bewährt. Hierbei wird eine optimale Ansaugrate für die Raumluft erzielt.
Selbstverständlich können statt der angegebenen Schlitze auch Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen anderer Gestalt in der Frontplatte eingesetzt werden.
Ferner können statt der oder zusätzlich zu den Luftaustrittsschlitze(n) ein luftdurchlässiges textiles Material vorgesehen sein, mit Hilfe dessen unterschiedliche Durchlässigkeiten erzielt werden können.
Um den aus dem Gerät austretenden Luftstrom eine bestimmte Richtung zu geben, kann das luftdurchlässige textile Material teilweise von einer luftundurchlässigen Schicht abgedeckt oder abgestützt sein.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:

Fig. 1: ein die Erfindung aufweisende Luftwärme/Klimagerät in Vorderansicht,
Fig. 2: das Luftwärme/Klimagerät von Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3: das Luftwärme/Klimagerät nach Fig. 1 in Schrägansicht bei abgenommener Frontplatte,
Fig. 4: das Detail IV in Fig. 3,
Fig. 5: das Detail V in Fig. 3,
Fig. 6: das schalenartige Gehäuse eines erfindungsgemäßen Luftwärme/ Klimageräts bei abgenommener Frontplatte,
Fig. 7: das schalenartige Gehäuse gemäß Fig. 6 in Seitenansicht,
Fig. 8: das Gehäuse von Fig. 6 in Schrägansicht,
Fig. 9: eine nach der Erfindung ausgebildete Düsenleiste in Seitenansicht,
Fig. 10: die Düsenleiste von Fig. 9 in Draufsicht,
Fig. 11: die Düsenleiste von Fig. 9, etwas verkleinert, in Schrägansicht,
Fig. 12: das Detail XII in Fig. 9,
Fig. 13a: schematisch im Vertikalschnitt eine andere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftwärme/Klimagerätes,
Fig. 13b: eine Ausschnittsvergrößerung des Klimagerätes nach Fig. 13a von der Seite gesehen,
Fig. 14a und 14b: schematisch im Vertikalschnitt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftwärme/Klimagerätes, wobei die Darstellung in Fig. 14a mit Bezugszeichen und die Darstellung in Fig. 14b mit den vorzugsweise einzuhaltenden Dimensionierungen versehen ist,
Fig. 15a und 15b: ähnliche Darstellungen wie in den Fig. 14a und 14b für eine noch weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftwärme/Klimagerätes,
Fig. 16a: im Vertikalschnitt ein noch weiteres die Erfindung aufweisendes Luftwärme/Klimagerät, und
Fig. 16b: eine vergrößerte Darstellung des oberen Bereiches des Klimagerätes gemäß Fig. 16a.

Das in Fig. 1 dargestellte Luftwärme/Klimagerät 1 ist als Element geringer Tiefe ausgebildet. Dies bedeutet, dass ein flaches Gehäuse 3 von Luft durchströmt wird, welche an einem Wärmetauscherelement 4 auf die erforderliche Temperatur zu bringen ist, um den Raum, in welchem das Luftwärme/Klimagerät 1 bspw. mittels Laschen 20 z. B. an einer Gebäudewand montiert ist, aufzuheizen bzw. abzukühlen.
Eine die optimale Luftführung gewährleistende kompakte Bauweise geringer Tiefe ist dadurch erzielt, dass das Gehäuse 3 aus einer verhältnismäßig flachen Gehäuseschale 13 und einer im Wesentlichen ebenen Frontplatte 8 gebildet ist. Dabei ist die Tiefe der Gehäuseschale 13 nur wenige Zentimeter, d.h. z.B. nicht wesentlich mehr als etwa 6 cm. Das Gehäuseinnere ist von einer Trennwand 16 in eine untere Lufteintrittskammer 14 für unter Druck zugeführte ggf. vorgewärmte Frischluft und eine darüber befindliche obere Luftaustrittskammer 15 unterteilt.
In der Trennwand 16 sind, wie insbesondere in Fig. 8 ersichtlich, mehrere zueinander ausgerichtete Längsschlitze 17 vorgesehen, in welche gemäß Fig. 3 Düsen 2 in Form von Düsenleisten 12 auswechselbar eingesetzt sind. Die Gestaltung der Düsenleisten 12 und der Düsen 2 lässt sich insbesondere aus den Fig. 9 bis 12 erkennen. Die Düsenleisten 12 bestehen z.B. aus Kunststoff, wobei sich die jeweiligen Luftaustrittskanäle 21, welche über einen gemeinsamen Längskanal 22 untereinander in Strömungsverbindung stehen, derart allmählich in Strömungsrichtung verjüngen, dass eine praktisch geräuschlose Luftführung möglich ist. Die Düsen 2 in Form der Düsenleisten 12 sind gemäß Fig. 3 auf ein in der oberen Luftaustrittskammer 15 angeordnetes Wärmetauscherelement 4 ausgerichtet. Frischluft, welche über eine in dem Boden der unteren Lufteintrittskammer 14 befindlichen langgestreckten Lufteinlass 18 in die Lufteintrittskammer 14 gelangt, wird auf diese Weise über die Düsen 2 unmittelbar dem Wärmetauscherelement 4 zugeführt und durchquert das sich über die Länge des Gehäuses 3 erstreckende Wärmetauscherelement 4, wo die Wärmeaufnahme bzw. -abgabe über dessen gesamte Länge gleichmäßig erfolgt.
Das in der oberen Luftaustrittskammer 15 befindliche Wärmetauscherelement 4 ist an seiner einen (linken) Seite z.B. mittels Klipsen 11 aus Kunststoff, wie man insbesondere aus Fig. 4 erkennen kann, gehalten, während es auf seiner gegenüberliegenden (rechten) Seite über eine Doppelanschlussarmatur 7 für das Wärmetauschermedium auf der Trennwand 16 abgestützt ist.
Das Wärmetauschermedium gelangt über ein Verbindungsstück 19 zu dem Einlass 5 in der Trennwand 16 und von dort in die Doppelanschlussarmatur 7, wie aus Fig. 5 erkennbar. Dieser Zweig der Doppelanschlussarmatur 7 mündet in ein einen Vorlauf bildendes Innenrohr des Wärmetauscherelements 4, welches an seinem gegenüberliegenden Ende, also benachbart der Klipshalterung 11, in ein äußeres das Innenrohr umgebendes Rücklaufrohr übergeht, an welches der andere Zweig der Doppelanschlussarmatur 7 angeschlossen ist. Der letztgenannte Zweig mündet dann in den Auslass 6 in der Trennwand 16. Wie man sieht, sind Einlass 5 und Auslass 6 für das Wärmetauschermedium auf ein und derselben Gehäuseseite (rechts) vorgesehen, was erhebliche Vorteile beim Anschluss, aber auch hinsichtlich der Wärmetauscherfunktion mit sich bringt.
Aufgrund des gerichteten gleichmäßigen Austritts von Frischluft aus den Düsen 2 über praktisch die gesamte Länge des Luftwärme/Klimageräts 1 wird durch die jedenfalls im oberen Bereich offenen vertikalen Eintrittsschlitze 9 Raumluft von der Frischluft mitgerissen. Mit Hilfe unterschiedlicher Öffnungsquerschnitte der Düsen 2 und Öffnungsquerschnitte der Schlitze 9, 10 kann das Verhältnis von Raumluft : Frischluft für jedes einzelne Luftwärme/Klimagerät gesondert festgelegt werden. Auch eine nachträgliche Veränderung ist einfach vorzunehmen, da sowohl die Düsenleisten 12 gegen andere mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt leicht austauschbar sind als auch die Lage der Trennwand 16, welche, wie man aus Fig. 1 leicht erkennen kann, den freien Öffnungsquerschnitt der vertikalen unteren Eintrittsschlitze 9 bestimmt, ihrer Höhe nach veränderbar ist, da sie von dem Abschnitt eines Blechteiles gebildet ist, welches am Boden der Gehäusewanne 13 austauschbar positioniert ist.
Das erwärmte bzw. abgekühlte Gemisch aus Frischluft und Raumluft kann dann nach vorne oben über die Reihe an oberen vertikalen Schlitzen 10 in den zu erwärmenden bzw. abzukühlenden Raum austreten.
Auch Anzahl, Breite und Höhe der Schlitze 9, 10 können durch einfachen Austausch der Frontplatte 8 bei Bedarf geändert werden.
Es ist auch möglich, das erfundene Luftwärme/Klimagerät 1 zu Klimatisierungszwecken durch einen Luftbefeuchter und/oder Luftfilter zu ergänzen.
Das in Fig. 13a dargestellte Luftwärme/Klimagerät 1 hat ein Gehäuse 3, innerhalb dessen etwa auf halber Höhe das Wärmetauscherelement 4 angeordnet ist, welches über dessen gesamte Tiefe reicht. In den unteren Bereich der Lufteintrittskammer 14 wird ggf. vorerwärmte Frischluft eingeführt; die Frischluft strömt über Düsen 2 in der horizontalen Trennwand 16 in Richtung des Wärmetauscherelements 4. Auf diesem Wege saugt die Frischluft aus den unteren Eintrittsöffnungen 9 Raumluft an, worauf das Gemisch aus Frischluft und Raumluft durch das Wärmetauscherelement 4 gelangt. Das erwärmte Luftgemisch gelangt in die Luftaustrittskammer 15 und von dort durch obere Austrittsöffnungen 10 in der Frontplatte 8 in den zu erwärmenden bzw. abzukühlenden Raum. In Fig. 13b sind die Parameter angegeben, welche bei der Gestaltung des Luftwärme/Klimagerätes 1 besonders ausgewählt werden sollen. Dabei ist g der Austrittsdurchmesser der Düsen 2 in der Trennwand 16, u der Abstand der Austrittsdüsen 2 von den Lamellen des Wärmetauscherelements 4, s der Abstand der Düsen 2 in der Trennwand 16 voneinander und t der Abstand der Lamellen des Wärmetauscherelements 4 voneinander.
Bei dem Luftwärme/Klimagerät 1 gemäß den Fig. 14a und 14b wird die ggf. vorerwärmte Frischluft von einer ersten Lufteintrittskammer 23 über geräuscharme Düsen 2 in einer Mischkammer 24 derart geführt, dass Raumluft über untere vertikale Lufteintrittsschlitze 9 der Frontplatte 8 in eine zweite Lufteintrittskammer 25 und von dieser über ein Wärmetauscherelement 4 in die Mischkammer 24 gesaugt wird. Das Luftgemisch gelangt von der Mischkammer 24 über obere vertikale Austrittsschlitze der Frontplatte 8 in den zu erwärmenden oder zu kühlenden Raum. Das Wärmetauscherelement 4 ist also zwischen eine untere zweite Lufteintrittskammer 25 und eine obere Mischkammer 24 geschaltet, sodass lediglich die Raumluft in dem Wärmetauscherelement 4 erwärmt wird. Die Mischung mit der ggf. vorerwärmten Frischluft erfolgt erst nach dem Wärmetauscherelement 4. Die in die Mischkammer 24 mündenden Düsen 2 sind über einen flachen engen Kanal 26 zwischen einer schrägen Trennwand 29, welche in ihrem unteren Bereich die Düsen 2 aufnimmt, mit der ersten Lufteintrittskammer 23, welcher die Frischluft unter Druck zugeführt wird, verbunden. Die Wand 29 verläuft schräg von den an deren unteren Ende angeordneten Düsen 2 in der Nähe der Gehäuserückwand 30 zu dem oberen Ende der oberen Austrittsschlitze 10 in der Frontplatte 8. Dadurch verjüngt sich die Mischkammer 24 in Strömungsrichtung, was den Luftaustritt fördert. Die in Richtung des Luftstromes der Raumluft von den Eintrittsschlitzen 9 zu den Austrittsschlitzen 10 weisenden Düsen 2 sind am unteren Ende des flachen engen Kanals 26 angeordnet. In Fig. 14b sind diejenigen Parameter aufgenommen, welche besondere Beachtung finden. Hierbei ist w1 die Luftgeschwindigkeit in dem flachen engen Kanal 26, w2 die Luftgeschwindigkeit in den Düsen 2, b die Breite des Wärmetauscherelements 4, c die wirksame Länge der schrägen Wand 29 hinter den Düsen 2, d die Länge des geschlossenen Teils der Frontplatte 8 zwischen dem Wärmetauscheraustritt 28 und dem unteren Ende der Austrittsschlitze 10, und e die Länge der vertikalen Luftaustrittsschlitze 10.
Das Luftwärme/Klimagerät 1 nach den Fig. 15a und 15b unterscheidet sich von dem in den Fig. 14a und 14b dargestellten im Wesentlichen dadurch, dass die erste Lufteintrittskammer 23, in welche die ggf. vorerwärmte Frischluft unter Druck zugeführt wird, unterhalb des Wärmetauscherelements 4 angeordnet ist.
Aufgrund dessen befindet sich der flache enge Kanal 26 jetzt zwischen der Rückwand 30 des Gehäuses 3 und dem Wärmetauscherelement 4. Die schräge Wand 29 liegt dagegen im Bereich der Düsen 2 unmittelbar an der Rückwand 30 an.
Das Luftwärme/Klimagerät 1 gemäß den Fig. 16a und 16b zeichnet sich dadurch aus, dass die Frischluft in eine oben liegende erste Lufteintrittskammer 23 eingeführt wird. Die darunter liegende Mischkammer 24 ist durch eine die Düsen 2 aufweisende horizontale Wand 32 abgetrennt. Das Wärmetauscherelement 4 ist unterhalb der Wand 32 derart schräg gestellt, dass einerseits die Düsen 2 dort angeordnet sind, wo das Wärmetauscherelement 4 den geringsten Abstand f von der Rückwand 30 aufweist und andererseits eine sich nach unten verjüngende zweite Lufteintrittskammer 25 als Saugkammer vor dem Wärmetauscherelement 4 zur Aufnahme der Raumluft ausgebildet ist. Das aus ggf. vorerwärmter Frischluft und in dem Wärmetauscherelement 4 erwärmter Raumluft erzeugte Luftgemisch verlässt das Gehäuse 3 über untere Austrittsöffnungen der Frontplatte 8 unterhalb des Wärmetauscherelements 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Frontplatte insgesamt mit gleichmäßig verteilten Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen versehen. Durch die Art der Ausgestaltung kann der austretenden Luft eine bestimmte Richtung gegeben werden, im dargestellten Fall schräg nach unten. Die dargestellten Parameter, welche eingehalten werden sollten, sind die folgenden: A1 die Querschnittsfläche der ersten Lufteintrittskammer 23, A2 die Austrittsfläche der Düsen 2, f der geringste Abstand des schräg gestellten Wärmetauschelements 4 von der Rückwand 30 der Mischkammer 24, g der Austrittsdurchmesser der Düsen 2, h der größte Abstand des schräg gestellten Wärmetauscherelements 4 von der Frontplatte 8, und i die Länge des Wärmetauscherelements 4. Aufgrund der Schrägstellung des Wärmetauscherelements 4 kann ein hoher Wirkungsgrad bei geringer Gerätetiefe erzielt werden.
Wenn im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie im übrigen Teil der Beschreibung und der Patentansprüche jeweils von "oben" bzw. "unten" die Rede ist, so ist für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich, dass die betreffenden Luftwärme/Klimageräte auch umgekehrt aufgestellt bzw. aufgehängt werden können, sodass sich die entsprechenden Begriffe in ihr Gegenteil verkehren.

Bezugszeichenliste

1: Luftwärme/Klimagerät
2: Düsen
3: Gehäuse
4: Wärmetauscherelement
5: Einlass
6: Auslass
7: Doppelanschlussarmatur
8: Frontplatte
9: untere Eintrittsschlitze
10: obere Austrittsschlitze
11: Klipse
12: Düsenleiste
13: Gehäuseschale
14: Lufteintrittskammer (Druckkammer)
15: Luftaustrittskammer
16: Trennwand
17: Längsschlitze
18: Lufteinlass
19: Verbindungsstück
20: Befestigungslaschen
21: Luftaustrittskanal
22: Längskanal
23: erste Lufteintrittskammer (Druckkammer)
24: Mischkammer
25: zweite Lufteintrittskammer (Saugkammer)
26: Kanal
27: Wärmetauschereintritt
28: Wärmetauscheraustritt
29: schräge Wand
30: Rückwand
31: restlicher Teil des Gebäudeinneren
32: horizontale Wand

Claims

Luftwärme/Klimagerät (1) mit einer geringen Tiefe von nicht wesentlich mehr als etwa 6 cm, bei welchem ggf. temperierte Frischluft über vorzugsweise geräuscharme Düsen (2) in ein Gehäuse (3) derart einführbar ist, dass Raumluft von der Frischluft mitgerissen wird, und dass die Frischluft und/oder die Raumluft in vorgegebenem Verhältnis Raumluft : Frischluft von z.B. 2:1, durch das Gehäuse (3) unter Erwärmung oder Abkühlung an einem Wärmetauscherelement (4) vorbei hindurchgeführt und das Luftgemisch aus dem Gehäuse (3) in den zu erwärmenden oder zu kühlenden Raum abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
2 < s/g < 5

7 < u/g < 14

0,6 < t/g < 1,2,
wenn
s der Abstand der Düsen 2 voneinander,

g der Austrittsdurchmesser der Düsen 2,

u der Abstand der Düsen 2 von dem Wärmetauschelement 4, und

t der Abstand der Wärmetauscherlamellen voneinander
sind.
Luftwärme/Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Einlass (5) und Auslass (6) für das Wärmetauschermedium des Wärmetauscherelements (4) auf der gleichen Gehäuseseite angeordnet sind.
Luftwärme/Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmetauscherelement (4) das Wärmetauschermedium mittels einer Doppelanschlussarmatur (7) zunächst in ein Innenlängsrohr eingeführt und dann in einem dieses umgebenden Außenlängsrohr zurückgeführt wird.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frontplatte (8) des Gehäuses (3) eine Reihe unterer z.B. vertikaler Eintrittsschlitze (9) und einer Reihe oberer z.B. vertikaler Austrittsschlitze (10) aufweist.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherelement (4) wenigstens einseitig z.B. mittels aus Kunststoff bestehender Klipse (11) lösbar in das Gehäuse (3) eingeklemmt ist.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (2) in sich in Längsrichtung des Gehäuses (3) erstreckenden, vorzugsweise auswechselbaren, z.B. aus Kunststoff bestehenden Düsenleisten (12) zusammengefasst sind.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine untere Lufteintrittskammer (14) und eine obere Luftaustrittskammer (15) aufweist, in deren Trennwand (16) die vorzugsweise auf das Wärmetauscherelement (4) gerichteten Düsen (2), z.B. in Form der austauschbaren Düsenleisten (12), angeordnet sind.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenleisten (12) in Längsschlitze (17) der Trennwand (16) auswechselbar einsetzbar sind.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) im Bereich der unteren vertikalen Eintrittsschlitze (9) der Frontplatte (8) vorgesehen ist.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) von einer flachen Gehäuseschale (13) und der vorzugsweise austauschbaren Frontplatte (8) gebildet ist.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluft durch z. B. mäanderartige Leitbleche in der Lufteintrittskammer (14), vorzugsweise in Längsrichtung, hin und her geführt wird und die Raumluft durch die über die Länge des Gehäuses (3) verteilten unteren Eintrittsschlitze (9) der Frontplatte (8) eingesaugt wird.
Luftwärme/Klimagerät (1) von geringer Tiefe, z. B. nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem ggf. vorerwärmte Frischluft von einer ersten Lufteintrittskammer (23) über vorzugsweise geräuscharme Düsen (2) in eine Mischkammer (24) geführt und dadurch Raumluft über ggf. untere, vorzugsweise vertikale Lufteintrittsschlitze (9) der Frontplatte (8) in eine zweite Lufteintrittskammer (25) und von dieser über ein Wärmetauschelement (4) in eine Mischkammer (24) gesaugt sowie das Luftgemisch von der Mischkammer (24) über ggf. obere, vorzugsweise vertikale Austrittsschlitze (10) der Frontplatte (8) in den zu erwärmenden oder zu kühlenden Raum abgegeben wird.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherelement (4) zwischen einer unteren zweiten Lufteintrittskammer (25) und einer oberer Mischkammer (24) angeordnet ist.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Mischkammer (24) mündenden Düsen (2) über einen flachen engen Kanal (26) mit der ersten Lufteintrittskammer (23) verbunden sind, wobei der Kanal (26) entweder zwischen einer die Mischkammer (24) begrenzenden Wand (29) und der Gehäuserückwand (30) oder zwischen dem Wärmetauscherelement (4) und der Gehäuserückwand (30) gebildet ist.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung des Luftstromes der Raumluft von den Eintrittsschlitzen (9) zu den Austrittsschlitzen (10) weisenden Düsen (2) am unteren bzw. oberen Ende des flachen engen Kanals (26) angeordnet sind.
Luftwärme/Klimagerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (24) von der ersten Lufteintrittskammer (23) bzw. einem restlichen Teil des Gehäuseinneren (31) durch eine die Düsen (2) enthaltende Wand (29) abgeteilt ist, welche schräg von den an deren unteren Ende angeordneten Düsen (2) zu dem oberen Ende der oberen Austrittsschlitze (10) verläuft.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
0,2 < w1/w2 < 0,5

2,5 < c/b < 4

1,5 < d/b < 2,5

1,2 < e/b < 1,8
wenn
w1 die Luftgeschwindigkeit in dem flachen engen Kanal (26),

w2 die Luftgeschwindigkeit in den Düsen (2),

b die Breite des Wärmetauscherelements (4),

c die wirksame Länge der Wand (29),

d die Länge des geschlossenen Teils der Frontplatte (8) zwischen dem Wärmetauscheraustritt (28) und dem unteren Ende der Austrittsschlitze (10), und

e die Länge der vertikalen Luftaustrittsschlitze (10)
sind.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lufteintrittskammer (23) für die ggf. temperierte Frischluft von der vorzugsweise darunter liegenden Mischkammer (24) durch eine etwa horizontale, die Düsen (2) aufweisende Wand (29) getrennt ist, dass der Wärmetauscher (4) zu der Frontplatte (8) unter Bildung einer sich vorzugsweise nach unten verjüngenden zweiten Lufteintrittskammer (25) für die Raumluft schräg gestellt ist und dass die Düsen (2) im Bereich des geringsten Abstandes (f) des Wärmetauscherelements (4) von der Rückwand (30) der Mischkammer (24) angeordnete sind.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
A1 > 3x A2

5 < f/g < 8

0,15 < h/i,
wenn
A1 die Querschnittsfläche der ersten Lufteintrittskammer (23),

A2 die Austrittsfläche der Düse (2),

f der geringste Abstand des schräg gestellten Wärmetauscherelements (4) von der Rückwand (30) der Mischkammer (24),

g der Austrittsdurchmesser der Düsen (2),

h der größte Abstand des schräg gestellten Wärmetauscherelements (4) von der Frontplatte (8), und

i die Länge des Wärmetauscherelements (4)
sind.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass statt der oder zusätzlich zu den Luftaustrittsschlitzen(n) (10) ein luftdurchlässiges textiles Material vorgesehen ist.
Luftwärme/Klimagerät (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das luftdurchlässige textile Material teilweise von einer luftundurchlässigen Schicht abgedeckt oder gestützt ist.