EP1443283A1 - Luftschleiergerät mit Wärmestrahler - Google Patents

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Publication number
EP1443283A1
EP1443283A1 EP04000718A EP04000718A EP1443283A1 EP 1443283 A1 EP1443283 A1 EP 1443283A1 EP 04000718 A EP04000718 A EP 04000718A EP 04000718 A EP04000718 A EP 04000718A EP 1443283 A1 EP1443283 A1 EP 1443283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
air curtain
radiator
air
heat radiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04000718A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
E. Löbig Rolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lgb Lufttechnische Anlagen und Geratebau GmbH
Original Assignee
Lgb Lufttechnische Anlagen und Geratebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lgb Lufttechnische Anlagen und Geratebau GmbH filed Critical Lgb Lufttechnische Anlagen und Geratebau GmbH
Publication of EP1443283A1 publication Critical patent/EP1443283A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F24F2009/002—Room dividers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/14—Details or features not otherwise provided for mounted on the ceiling

Definitions

  • the invention relates to a device for generating an air curtain, which is caused by expelling an air stream through an outlet Interferes with the exchange of air from one zone to another and which comprises a radiant heater.
  • the Invention a device according to the preamble of claim 1.
  • Air curtains Device for generating an air curtain, so-called Air curtains, especially in entrance areas air-conditioned rooms with high public traffic, but also in the Industry for application.
  • Air curtains are mainly used in strong frequented door entrances and exits of retail stores, Department stores, warehouses and manufacturing facilities attached to being barrier free Climatically separate one zone from another, that is without the use of doors, revolving doors. At the same time prevent such Devices that create an annoying draft inside a room (Passage) trains.
  • Air curtains essentially produce a fast airflow, the by a corresponding slit-like and, if necessary Aerodynamically specially designed outlet opening is formed and preferably from top to bottom over the full Width of an entrance opening of a room extends.
  • the airflow will almost vertical, preferably slightly inclined outwards blown out to mix outside with inside air avoid.
  • Some air curtains also have the Possibility to warm the sucked air before blowing it out, or to cool.
  • Gate air curtain systems are also known in the industry, which are firmly behind the industrial gates, preferably with the outlet opening above the Upper edge of the gate.
  • There are gates with a height of at least 5 m is not uncommon, e.g. to pass trucks, forklifts or special machines through the gate enable.
  • Air volume flow required is however with reasonable economic effort not to the usual 34 ° C to heat. This applies to both the operating costs and the necessary installation and laying effort if the existing Heating system the required heat outputs are not available can put. This is especially true for storage rooms that were previously used have no or less heating means.
  • the Air curtain device comprises a heat radiator.
  • Axial fans are simple and inexpensive, but they only build low pressure and require large dimensions compared to comparable radial fans.
  • Axial fans preferred because their size in gate air systems in Industrial sector does not matter.
  • the device according to the invention has because of the small-sized radiators or because of their lack the advantage that only a comparatively low pressure is built up must become. That is why the advantages of axial fans come into play.
  • the axial fan is provided in one embodiment to be provided lying above the discharge opening so that the Accelerated airflow no longer avoids flow losses must be redirected.
  • the air intake can be done individually or in combination - front, side, both sides or on the ceiling side through the housing. Ceiling suction and The combined suction types have the advantage that the axial fan draws in more evenly and therefore its bearing less be unbalanced. This burden would have turned away of the bearings, noise and finally the fan failure Episode.
  • a particularly even air flow is obtained when preferably several over the entire width of the device, i. H.
  • Axial fans extending over the entire length of the discharge opening are provided, which particularly touch laterally.
  • Radiant heaters have the advantage that the heat they radiate overcome long distances with little loss and especially not be distracted by wind or pressure differences. in the Puddles irradiated in the entrance area evaporate faster and ice formation is avoided.
  • electric radiators are used as heat radiators used because they are particularly easy to assemble, operate and taxes, as well as are inexpensive. However, efficiency is included the process necessary to generate electricity is unsatisfactory, which is why the operating costs are high.
  • dark heaters - heating systems consist of individual lamps with direct heating oil or gas firing and work on the basis of long-wave heat radiation.
  • Known Dark spots are usually just under the hall ceiling or Mounted as high as possible on the hall walls and give Heat rays towards the floor.
  • Floor, walls and solid Materials in the radiation area are heated and then look like an oversized radiator. Blown out warm air with Dust whirling up, noise and drafts are avoided.
  • Dark emitters consist of beam tubes, heat reflectors and one Gas suction burner with accessories. Through the jet pipes one Gas flame sucked and are thereby - from the inside - on a medium Surface temperature of approx. +450 - 650 ° C warmed (induced draft burner). To direct the heat rays in the desired direction and to Reduction of convection heat occurring is beyond the Beam tubes heat reflectors attached. Dark emitters have none open flame, d. H. the nozzle is also the combustion chamber.
  • Light emitters also ceramic emitters, infrared emitters or infrared emitters are simple, gas-fired radiant heaters.
  • Heart of the light emitters is a porous ceramic plate, which with liquid gas or natural gas heated to almost 900 - 1,000 ° C and thereby brought to glow. The efficiency is therefore particularly high. Because of these high Surface temperatures almost give heat to the heat exclusively in the form of heat radiation.
  • radiators are used, for example, in workshops as a heat source used for the workers so that they keep the low Do not find room temperature uncomfortable. In the Transitional season can also be found as mobile devices in the Gastronomy use to extend the off season. at such radiators are caused by a flame generated by a burner guided a hollow body.
  • the hollow body is in the light emitter translucent, opaque for the dark spotlight.
  • the hollow body can be elongated and curved in a tube. It may be however, by a fan the flame is directed towards the pull open end of the tube. Therefore exist according to the invention usable dark or light emitters from a burner, a hollow Conductor to carry the flame and one on the burner opposite end of the conductor acting suction fan.
  • a reflector for example a appropriately shaped reflective sheet for directing the Heat radiation is provided in a certain direction, so that a Bundling and more effective use of heat radiation is possible.
  • the heat radiator therefore only radiates in the area people are usually exposed to the air curtain.
  • the heat radiator and / or reflector is advantageously pivotable to be flexible to different environmental situations, for example Wind to be able to react.
  • the pivotability also has advantages if it is used, for example, to install a permanent and adapted to the actual installation situation Setting.
  • the slats Determine the air curtain's direction of discharge. It's easier to get one Large number of interconnected or individual slats to this Purpose to move when the entire blowing device new align. Correspondingly shaped slats also have the advantage that they make the air jet more laminar, so that it over a longer distance is suitable for an air exchange between hinder different zones. This reduces the energy requirement of the Blower and the lower airflow becomes less uncomfortable felt. The pivotability can also do this on the one hand be used flexibly to changing environmental conditions react or when installing the blow-out direction for the future set. Slats are preferably used, which have an outlet Form according to the type of Coanvara nozzle or long throw nozzle. This is what it is about for example, a multitude of arranged in parallel extruded stable wedge-shaped hollow aluminum profiles with rear Tear edges to straighten the airflow.
  • sensors are provided which are suitable for the in dangerous persons or objects nearby The radiant heater switches off. Suitable sensors are e.g. Light barriers, Contact wires, ultrasound or laser rangefinder. Depending on The degree of risk is expedient either immediately or first switch off with a time delay. For example, if it is reported that a Object is closer than 10 cm to the radiation source, so is the immediate one Shutdown initiated. On the other hand, there is a time-delayed shutdown useful if an object is, for example, longer than a minute approaches the heat radiator at a distance of less than 90 cm. Thereby prevents the device from turning off when a Truck passes the gate entrance. To cover the aforementioned Exemplary cases can also be a combination of different types Sensors for triggering the above Reactions may be provided. The immediate shutdown and delayed shutdown can also Be combined with each other depending on the distance.
  • Energy-saving sensors for switching the device are preferred only when required, such as door contacts, door status detectors, IR detectors and the like optionally provided with a timer.
  • the voting can also be automatic, that is, in such a way that changed conditions will be responded automatically, taking one Control with appropriate sensors is to be used.
  • the efficiency of the device can be in a further embodiment be improved in that part of the waste heat from the Radiant heater can be used to heat the air curtain.
  • Radiator sheets are preferably in the direction of the air flow or Parts of the air flow are designed to facilitate heat transfer. In this way, the heat emitted by the radiator can also be removed Heat that is normally for people under the device or objects are lost, can still be used around the air flow to be heated in the housing advantageously before exiting. Between housing or reflector and emitter no insulation is necessary should normally be provided in such devices to avoid overheating. That is good due to the air that is drawn in cooled housing or reflector makes them superfluous and even useful the heat impinging there makes sense.
  • the exhaust gases are switched in via a switch several radiators arranged parallel to each other.
  • a switch several radiators arranged parallel to each other.
  • the dark or light emitter is U-shaped curved, so that the inlet and outlet are next to each other. This makes it necessary to operate such a radiator Units, especially burners and suction fans, are economical mountable next to each other. This also makes it compact Dimension of the device reached and there are easier pre-assembled Units can be used.
  • the device is in one provided compact housing and therefore includes at least one Intake opening, a discharge opening, a blower and one Radiant heaters.
  • the components can of course also be used be built independently of each other. In extreme cases So it is possible to suck in air somewhere using a blower to promote an entrance, there a horizontal air curtain blow out and arrange the heat radiators above the door to from to radiate the heat above.
  • the fan can be in front of the radiator, i.e. he squeezes the air first through this. This makes the device more compact and the blower has a longer lifespan because it is only air with room temperature.
  • a fan behind the radiator can to build up a higher air pressure in front of the discharge opening, which Makes air curtains more stable.
  • the air curtain system 1 comprises a housing for blowing out a Air curtain 2. Sucked in by the radial fan 15 flows through the air first the suction opening 16, passes the radiators 14 and is through the discharge opening 3 by means of the Coanvara nozzle trained slats 9 shaped to air curtain 2.
  • the air curtain 2 prevents the entry of air from the outside area Za into the Interior area The person who just moved from the outside area to the Goes inside, is exposed to the air curtain 2 in the face area.
  • the air flow which is only slightly heated by the radiator 14 becomes felt cold by the person.
  • the differs Air curtain 1 not of known models. However, is on a heat radiator 4 is provided on the underside, heat radiation 5 generated.
  • the Radiant heater 4 includes a direct to bundle the heat radiation fired dark or light emitters 7, and reflectors 8. Only is indicated that the radiant heater by pivoting the radiator 7 in a different position 7 'the heat radiation 5 in another Can give direction. Depending on the individual case, it may be necessary to to move the reflector 8 which is not absolutely necessary.
  • the radiator 7 is bent in a U-shape.
  • a directly fired gas burner 10 throws a flame into the pipe 7, the flame is through the intake fan 11 sucked in and the still hot exhaust air shown in Fig. 1 Heat recovery using an exhaust gas heat exchanger (13, 14) preferably flexible connector 1 2 supplied.
  • a distributor serving as a switch 13 the exhaust air supplied via the connecting pipe 12 parallel to the three arranged radiators 14 can be supplied, the air flow heat in the device by a few degrees.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines Luftschleiers (2), welche durch Ausstoßen eines Luftstroms durch einen Auslass den Austausch von Luft von einer Zone zu einer anderen zu behindern vermag und welche einen Wärmestrahler (4) umfasst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein unbeheizter, mit hohen Geschwindigkeiten ausgeblasener Luftschleier (2) von einer im Luftzug stehenden Person dann als nicht unangenehm empfunden wird, wenn die den Luftzug ausgesetzten Körperpartien, beispielsweise Hände und Gesicht, gleichzeitig von einem Wärmestrahler (4) angestrahlt werden, so dass die der Person zugeführte bzw. von der Person abgeführte Wärmeenergie derartig gering ist, dass die Situation von der Person weder als zu kalt noch als zu warm empfunden wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Luftschleiervorrichtung einen Wärmestrahler (4) umfasst. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftschleiers, welche durch Ausstoßen eines Luftstroms durch einen Auslass den Austausch von Luft von einer Zone zu einer anderen zu behindern vermag und welche einen Wärmestrahler umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftschleiers, sogenannte Luftschleiergeräte, kommen insbesondere in Eingangsbereichen von zu klimatisierenden Räumen mit hohem Publikumsverkehr, aber auch in der Industrie zur Anwendung. Luftschleiergeräte werden hauptsächlich in stark frequentierten Türein- und -ausgängen von Einzelhandelsgeschäften, Kaufhäusern, Lagern und Produktionsstätten angebracht, um barrierefrei eine Zone von einer anderen Zone klimatisch zu trennen, das heißt ohne die Verwendung von Türen, Drehtüren. Gleichzeitig verhindern derartige Vorrichtungen, dass sich im Inneren eines Raumes ein störender Luftzug (Durchzug) ausbildet.
Luftschleiergeräte erzeugen im wesentlichen einen schnellen Luftstrom, der durch eine entsprechende schlitzartige und gegebenenfalls aerodynamisch besonders ausgebildete Auslassöffnung flächenförmig ausgebildet ist und sich bevorzugt von oben nach unten über die volle Breite einer Eingangsöffnung eines Raums erstreckt. Der Luftstrom wird dabei nahezu senkrecht, vorzugsweise leicht nach außen geneigt ausgeblasen, um eine Vermischung von außen- mit Innenluft zu vermeiden. Manche Luftschleiergeräte verfügen zudem über die Möglichkeit, die angesaugte Luft vor dem Ausblasen zu erwärmen, bzw. zu kühlen.
In der Industrie sind ferner Torluftschleier-Anlagen bekannt, die fest hinter den Industrietoren, möglichst mit der Auslassöffnung oberhalb der Oberkante des Tors, angebracht werden. Dabei sind Tore mit einer Höhe von mindestens 5 m keine Seltenheit, um beispielsweise das Passieren von Lastwagen, Staplern oder Sondermaschinen durch das Tor zu ermöglichen. Bei den bekannten Luftschleiergeräten ergibt sich dabei jedoch das Problem, dass der den Luftschleier bildende Luftstrom das Eindringen von Luft in einen Raum nur dann wirkungsvoll zu behindern vermag, wenn er mit gewissen vorgegebenen Luftgeschwindigkeiten den Boden erreichen kann. Da der Luftstrom jedoch nicht hinreichend laminar verläuft, ist mit größeren Torhöhen ein überproportional anwachsender Luftvolumenstrom erforderlich. Dieser Volumenstrom ist jedoch mit vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand nicht auf die sonst üblichen 34°C zu beheizen. Dies gilt sowohl für die Betriebskosten, als auch für den notwendigen Installations- und Verlegeaufwand, wenn die vorhandene Heizungsanlage die benötigten Wärmeleistungen nicht zur Verfügung stellen kann. Dies gilt insbesondere bei Lagerräumen, die bislang über gar keine oder geringere Heizmittel verfügen.
Bei derartig hohen Toren werden daher Industrieluftschleier mit hohem Volumenstrom aber ohne Erwärmung der Luft eingesetzt, die die normalerweise nicht als unangenehm empfundene Raumluft ansaugen und ausblasen. Personen, die eine derartige Schleuse passieren, empfinden die schnell bewegte Raumluft jedoch als kälter, was auf die sogenannte "empfundene Temperatur" zurückzuführen ist, welche eine Funktion der Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit ist. Daher werden derartige Luftschleieranlagen in der Praxis gerne von den Werkern, beispielsweise Staplerfahrer, abgeschaltet, um die mit der hohen Luftgeschwindigkeit verbundene unangenehme empfundene Ausblastemperatur des Luftschleiers zu umgehen. Dadurch vergrößert sich jedoch das Problem weiter, da dies zu in weiteren Energieverlusten durch das offene Tor führt, wodurch die Raumlufttemperatur weiter absinkt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftschleiers, insbesondere zum Einsatz an Industrietoren, zu schaffen, die die obigen Probleme vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, welche die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein unbeheizter, mit hohen Geschwindigkeiten ausgeblasener Luftschleier von einer im Luftzug stehenden Person dann als nicht unangenehm empfunden wird, wenn die den Luftzug ausgesetzten Körperpartien, beispielsweise Hände und Gesicht, gleichzeitig von einem Wärmestrahler angestrahlt werden, so dass die der Person zugeführte bzw. von der Person abgeführte Wärmeenergie derartig gering ist, dass die Situation von der Person weder als zu kalt noch als zu warm empfunden wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Luftschleiervorrichtung einen Wärmestrahler umfasst.
Die Situation wird dann von der Person als angenehm empfunden, wenn sich Luftschleier und Wärmestrahlung in dem Bereich kreuzen, in dem sich die Person üblicherweise beim Passieren des Luftschleiers befindet. Je nach Arbeitsplatzsituation befindet sich dieser Bereich beispielsweise in Höhe des Rumpfes von gehenden Personen, oder im Bereich des höher liegenden Rumpfes eines Gabelstaplerfahrers. Dadurch, dass anstatt erwärmter Luft Strahlungswärme verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass die Strahlungswärme gezielt nur zum Erwärmen der in der entsprechenden Zone befindlichen Person genutzt wird, während der große im Luftschleier geführte Luftvolumenstrom nicht geheizt wird. Bei bekannten Luftschleiergeräten war ein Beheizen der aus dem Raum angesaugten Raumluft jedoch nur zu dem Zweck nötig, um ein übermäßiges Auskühlen der im Luftschleier befindlichen Personen zu verhindern. Durch das Weglassen einer konventionellen Heizung, das heißt einer solchen, die den Luftstrom selber erwärmt, ergibt sich daher eine erhebliche Energieeinsparung, da über den Luftschleier nur wenig Energie an die Umgebung verloren geht. Ein erwärmter Luftschleier hat darüber hinaus den Nachteil, dass die in ihm enthaltene warme Luft nach oben steigt, was der gewünschten Abwärtsbewegung des Luftschleiers entgegenwirkt. Dies wird konventionell durch Erhöhung der Ausblasleistung kompensiert. Erfindungsgemäß kann daher der Volumenstrom verringert werden, was zu gesenkten Betriebskosten und einer geringeren Geräuschemission führt.
Bei konventionellen beheizten Luftschleiergeräten wurde der hohe Luftvolumenstrom zudem durch Radiatoren gedrückt. Dadurch entstehen innere Druckverluste, die durch eine erhöhte Förderleistung ausgeglichen werden müssen. Diese Verluste werden erfindungsgemäß vermieden. Der notwendigerweise hohe Wärmeübergang zwischen Radiatoren und Luftstrom erforderte ein Führen des Luftstroms durch eng angeordnete Wärmeleitbleche der Heizung, die beim Vorhandensein von Staub in der Atmosphäre verstopfen können, wodurch die Heizleistung weiter sinkt. Aus diesem Grund werden bei konventionellen Luftschleiergeräten Filter eingesetzt, die erfindungsgemäß überflüssig werden. Dies senkt die Wartungskosten und die erforderliche Förderleistung zur Überwindung des vom Filter aufgebauten Luftwiderstandes. Erfindungsgemäß können durch das Weglassen des Radiators oder dessen Unterdimensionierung die oben genannten Nachteile vermeiden werden und so der Wirkungsgrad verbessert werden.
Letzteres hat darüber hinaus den Vorteil, dass anstelle der sonst im Luftschleiergerätebau üblichen Radiallüfter Axiallüfter eingesetzt werden können: Axiallüfter sind einfach aufgebaut und preiswert, bauen aber nur geringen Druck auf und benötigen große Abmessungen im Vergleich zu vergleichbaren Radiallüftern. Hier ist jedoch erfindungsgemäß der Einsatz von Axiallüftern bevorzugt, da deren Größe bei Torluftanlagen im Industriebereich keine Rolle spielt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat wegen der klein dimensionierten Radiatoren bzw. wegen deren Fehlen den Vorteil, dass nur eine vergleichseise geringer Druck aufgebaut werden muss. Daher kommen die Vorteile der Axiallüfter voll zum Tragen.
Erfindungsgemäß ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, die Axiallüfter liegend oberhalb der Ausblasöffnung vorzusehen, sodass der beschleunigte Luftstrom Strömungsverluste vermeidend nicht mehr umgelenkt werden muss. Dabei kann die Ansaugung der Luft - einzeln oder in Kombination - stirnseitig, seitlich, beidseitig seitlich oder deckenseitig durch das Gehäuse erfolgen. Deckenseitige Ansaugung und die kombinierten Ansaugarten haben den Vorteil, dass der Axiallüfter gleichmäßiger ansaugt und dadurch dessen Lager weniger unsymmetrisch belastet werden. Diese Belastung hätte ein Ausschlagen der Lager, Geräuschentwicklung und schließlich Versagen des Lüfters zur Folge. Bei der Ansaugung durch mehrere Öffnungen versteht sich, dass nicht der gesamte Luftstrom durch die später beschriebene Wärmerückgewinnung erwärmt wird, sondern nur ein Teil davon.
Eine besonders gleichmäßige Luftströmung erhält man, wenn vorzugsweise mehrere sich über die gesamte Breite der Vorrichtung, d. h. über die gesamte Länge der Ausblasöffnung erstreckende Axiallüfter vorgesehen sind, die sich insbesondere seitlich berühren.
Wärmestrahler haben den Vorteil, dass die von ihnen abgestrahlte Wärme auch größere Strecken verlustarm überwinden und insbesondere nicht durch Wind bzw. Druckunterschiede abgelenkt werden. Im Eingangsbereich bestrahlte Pfützen verdunsten schneller und Eisbildung wird vermieden.
In einer Ausgestaltung werden Elektrostrahler als Wärmestrahler eingesetzt, da sie besonders leicht zu montieren, zu betreiben und steuern, sowie preiswert sind. Jedoch ist der Wirkungsgrad einschließlich des zum Erzeugen der Elektrizität notwendigen Prozesses unbefriedigend, weshalb die Betriebskosten hoch sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, direkt befeuerte Dunkel- oder Hellstrahler einzusetzen. Dunkelstrahler - Heizsysteme bestehen aus einzelnen Strahlern mit direkter Heizöl oder Gasbefeuerung und arbeiten auf Basis langwelliger Wärmestrahlung. Bekannte Dunkelstrahler werden üblicherweise knapp unter der Hallendecke oder möglichst hoch an den Hallenwänden montiert und geben Wärmestrahlen in Richtung Boden ab. Fußboden, Wände und feste Materialien im Strahlungsbereich werden erwärmt und wirken dann wie ein übergroßer Heizkörper. Ausgeblasene Warmluft mit Staubaufwirbelungen, Lärm und Zugluft werden vermieden.
Dunkelstrahler bestehen aus Strahlröhren, Wärmereflektoren und einem Gas- Saugzugbrenner samt Zubehör. Durch die Strahlrohre wird eine Gasflamme gesaugt und werden dadurch - von innen - auf eine mittlere Oberflächentemperatur von ca. +450 - 650°C erwärmt (Saugzugbrenner). Um die Wärmestrahlen in die gewünschte Richtung zu lenken und zur Verminderung von auftretender Konvektionswärme sind über den Strahlrohren Wärmereflektoren angebracht. Dunkelstrahler haben keine offene Flamme, d. h. das Strahlrohr ist gleichzeitig Brennkammer.
Hellstrahler, auch Keramikstrahler, Infrastrahler oder Infrarotstrahler genannt, sind einfache, gasbefeuerte Heizstrahler. Herz der Hellstrahler ist eine poröse Keramikplatte, welche mit Flüssiggas oder auch Erdgas auf knapp 900 - 1.000 °C erhitzt und dadurch zum Glühen gebracht wird. Daher ist der Wirkungsgrad besonders hoch. Durch diese hohen Oberflächentemperaturen geben Hellstrahler die Wärme fast ausschließlich in Form von Wärmestrahlung ab.
Derartige Strahler werden beispielsweise in Werkshallen als Wärmequelle für die Werker eingesetzt, damit diese die niedrig gehaltene Raumtemperatur nicht als unangenehm empfinden. In der Übergangsjahreszeit finden sie außerdem als mobile Geräte in der Gastronomie Verwendung, um die Außensaison zu verlängern. Bei derartigen Strahlern wird eine von einem Brenner erzeugte Flamme durch einen Hohlkörper geführt. Beim Hellstrahler ist der Hohlkörper lichtdurchlässig, beim Dunkelstrahler undurchsichtig. Der Hohlkörper kann röhrenförmig gestreckt und gebogen sein. Dabei ist es unter Umständen jedoch notwendig, durch ein Gebläse die Flamme in Richtung auf das offene Ende des Rohres zu ziehen. Daher bestehen erfindungsgemäß verwendbare Dunkel- oder Hellstrahler aus einem Brenner, einem hohlen Leiter zum Führen der Flamme und einem an dem Brenner entgegengesetzten Ende des Leiters wirkenden Sauggebläse. Derartige Strahler haben gegenüber Elektrostrahlern einen höheren Wirkungsgrad, da der Umweg über den Stromerzeugungsprozess vermieden wird. Gegenüber Strahlungskörpern, die mittels Wasser oder eines anderen Heizmediums betrieben werden, haben sie den Vorteil des einfacheren Aufbaus, da die Flamme unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung eines zirkulierenden Mediums, den Wärmestrahler erwärmt. Außerdem sind wesentlich höhere Temperaturen, beispielsweise 450 - 1.000 °C erreichbar. Dadurch wird es möglich, auch Personen zu bestrahlen, die sich den bei Industrietoren üblichen größeren Entfernungen von der Strahlungsquelle befinden.
Da Hellstrahler besonders heiß sind, besteht jedoch eine größere Brand bzw. Verbrennungsgefahr bei unsachgemäßer Annäherung von Gegenständen und Personen. Daher sind Dunkelstrahler bevorzugt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Reflektor, beispielsweise ein entsprechend geformtes reflektierendes Blech zum Lenken der Wärmestrahlung in eine bestimmte Richtung vorgesehen, so dass eine Bündelung und effektivere Nutzung der Wärmestrahlung möglich ist. Optimalerweise strahlt daher der Wärmestrahler lediglich in den Bereich, in den Personen üblicherweise dem Luftschleier ausgesetzt sind.
Vorteilhafterweise ist der Wärmestrahler und/oder Reflektor verschwenkbar um flexibel auf unterschiedliche Umgebungssituationen, beispielsweise Wind, reagieren zu können. Die Verschwenkbarkeit hat auch Vorteile, wenn sie dazu genutzt wird, um beispielsweise erst bei der Montage eine dauerhafte und an die tatsächliche Einbausituation angepasste Einstellung vorzunehmen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Lamellen die Ausblasrichtung des Luftschleiers bestimmen. Es ist einfacher, eine Vielzahl miteinander verbundener oder einzelner Lamellen zu diesem Zweck zu bewegen, als die gesamte Ausblasvorrichtung neu auszurichten. Entsprechend geformte Lamellen haben darüber hinaus den Vorteil, dass sie den Luftstrahl laminarer gestalten, so dass er über ein längere Strecke geeignet ist, einen Luftaustausch zwischen verschiedenen Zonen zu behindern. Dadurch sinkt der Energiebedarf des Gebläses und der geringere Luftstrom wird als weniger unangenhem empfunden. Die Verschwenkbarkeit kann auch hier einerseits dazu benutzt werden, flexibel auf sich veränderte Umweltbedingungen zu reagieren oder um bei der Montage die Ausblasrichtung für die Zukunft festzulegen. Bevorzugt werden Lamellen eingesetzt, die einen Auslaß nach Art der Coanvara-Düse oder Weitwurfdüse bilden. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Vielzahl von parallel angeordneten stranggepressten stabilen keilförmigen Alu-Hohl-Profilen mit rückwärtigen Abrisskanten zum Gleichrichten des Luftstroms.
In einer weiteren Ausgestaltung sind Sensoren vorgesehen, die den für in der Nähe befindlichen Personen oder Gegenständen gefährlichen Wärmestrahler abschaltet. Geeignete Sensoren sind z.B. Lichtschranken, Kontaktdrähte, Ultraschall oder Laserentfernungsmesser. Je nach Gefährdungsgrad ist es zweckmäßig entweder sofort oder erst zeitverzögert abzuschalten. Wird beispielsweise gemeldet, dass ein Objekt näher als 10 cm an der Strahlungsquelle ist, so ist die sofortige Abschaltung veranlasst. Andererseits ist eine zeitversetzte Abschaltung zweckmäßig, wenn sich ein Objekt beispielsweise länger als eine Minute in einem Abstand kleiner als 90 cm dem Wärmestrahler nähert. Dadurch wird verhindert, dass sich die Vorrichtung abschaltet, wenn ein Lastwagen die Toreinfahrt passiert. Zur Abdeckung der zuvor genannten, beispielhaften Fälle kann also auch eine Kombination verschiedenartiger Sensoren zur Auslösung der o.g. Reaktionen vorgesehen sein. Das sofortige Abschalten und zeitverzögerte Abschalten kann auch Entfernungsabhängig miteinander kombiniert sein.
Bevorzugt sind energiesparend Sensoren zum Schalten der Vorrichtung nur bei Bedarf, wie beispielsweise Türkontakte, Türzustandsmelder, IR-Melder und dergleichen gegebenenfalls mit Zeitschaltglied vorgesehen.
Zur Optimierung des Behaglichkeitsempfindens von dem Luftschleier ausgesetzten Personen und zur Senkung des zum Betrieb der Anlage notwendigen Energieverbrauchs, kann der Fachmann durch geeignete Versuche einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigen bzw. abstimmen:
  • Temperatur, Geschwindigkeit und Volumenstrom des Luftschleiers, Temperatur- und Druckunterschiede zwischen den Zonen, Temperatur und Größe des Wärmestrahlers, Abstrahlrichtung des Wärmestrahlers und des Luftschleiers, Abstand der Ausblasöffnung und der Wärmestrahler von Personen oder Objekten, Zustand der Öffnung / Tür / Tor.
    • Die Abstimmung kann auch automatisch, das heißt derart, dass auf veränderte Bedingungen automatisch reagiert wird, erfolgen, wobei eine Steuerung mit entsprechenden Sensoren einzusetzen ist.
    Der Wirkungsgrad der Vorrichtung kann in einer weiteren Ausgestaltung dadurch verbessert werden, dass ein Teil der Abwärme des Wärmestrahlers zur Erwärmung des Luftschleiers genutzt werden kann. Im einfachsten Fall geschieht das dadurch , dass das mit dem Luftstrom in Verbindung stehende Gehäuse, welches auch als Reflektor ausgebildet sein kann, oberhalb der Heizquellen von diesen durch Strahlung und/oder Konvektion beheizt wird und daher die über ihm gezogene Luft erwärmt. Dabei sind vorzugsweise Radiotorbleche in Richtung des Luftstroms bzw. Teile des Luftstroms ausgebildet um den Wärmeübergang zu erleichtern. So kann außerdem die durch Wärmekonvektion vom Strahler abgeführte Wärme, die normalerweise für unter der Vorrichtung stehenden Personen bzw. Gegenstände verloren ist, noch genutzt werden um den Luftstrom im Gehäuse vorteilhaft vor dem Austritt zu erwärmen. Zwischen Gehäuse bzw. Reflektor und Strahler ist also keine Isolierung notwendig, die normalerweise bei derartigen Vorrichtungen vorgesehen sein müßte um ein Überhitzung zu vermeiden. Das durch die angesaugte Luft gut gekühlte Gehäuse bzw. Reflektor macht diese überflüssig und nutz sogar die dort auftreffende Wärme sinnvoll.
    Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades kann dadurch erreicht werden, dass die aus dem Dunkel- oder Hellstrahler stammenden Abgase, die typischerweise noch hohe Temperaturen von 450 - 1.000 °C aufweisen, durch einen Wärmetauscher, beispielsweise einen Radiator, geführt werden, die den den Luftschleier bildenden Luftstrom bzw. einen Teil davon bevor er aus der Ausblasöffnung austritt erwärmt. In Versuchen wurde festgestellt, dass dieser Effekt bei typischen Luftvolumenströmen zwar nur eine Erwärmung von 1 bis 3 °C bringt, jedoch ist wegen der hohen Luftgeschwindigkeit aus den zuvor genannten Gründen die gespürte Erwärmung deutlich höher. Wegen der geringen erforderlichen Heizleistung kann der Radiator so ausgelegt sein, dass er weniger Luftwiderstand dem Luftstrom entgegensetzt.
    In einer weiteren Ausgestaltung werden die Abgase über eine Weiche in mehrere parallel zueinander angeordnete Radiatoren geführt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einen größeren Radiator zu bauen und es können preiswerte Standartradiatoren derart kombiniert werden, dass eine optimale Ausnutzung der Abgase ermöglicht wird. Bevorzugt werden die Abgase lediglich bis auf mehr als 60 °C heruntergekühlt um Kondensatbildung zu vermeiden. Dabei kann das Abgasrohr zum Führen der Abgase aus dem Gebäude heraus preiswert und montageerleichternd als flexibles Rohr aus Kunststoff und dergleichen gestaltet sein, wobei ein Abgasventilator zum Ausgleich der tatsächlichen und individuellen Strömungsverlusten zum Einsatz kommen kann.
    In einer weiteren Ausgestaltung ist der Dunkel- oder Hellstrahler U-förmig gebogen, derart, dass Einlass und Auslass nebeneinander liegen. Dadurch sind die zum Betrieb eines solchen Strahlers notwendigen Aggregate, namentlich Brenner und Absauggebläse wirtschaftlich nebeneinander montierbar. Dadurch wird auch eine kompakte Abmessung der Vorrichtung erreicht und es sind leichter vormontierte Einheiten verwendbar.
    In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung in einem kompakten Gehäuse vorgesehen und umfasst daher zumindest eine Ansaugöffnung, eine Ausblasöffnung, ein Gebläse und einen Wärmestrahler. Erfindungsgemäß können natürlich auch die Bauteile an unabhängig voneinander liegenden Orten aufgebaut sein. Im Extremfall ist es also möglich, irgendwo angesaugte Luft mittels eines Gebläses zu einem Eingang zu fördern, dort einen horizontal verlaufenden Luftschleier auszublasen und die Wärmestrahler oberhalb der Tür anzuordnen, um von oben die Wärme abzustrahlen.
    Das Gebläse kann sich vor dem Radiator befinden, d.h. er drückt die Luft zunächst durch diesen. Dadurch kann das Gerät kompakter aufgebaut werden und das Gebläse hat eine längere Lebensdauer, da es nur Luft mit Raumtemperatur fördert. Ein Gebläse hinter dem Radiator vermag einen höheren Luftdruck vor der Ausblasöffnung aufzubauen, was den Luftschleier stabiler macht.
    Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert und zwar zeigt
    Fig. 1
    eine Prinzipskizze einer aufgebauten erfindungsgemäßen Luftschleieranlage und
    Fig. 2
    die Luftschleieranlage aus Fig. 1 in der Untersicht.
    Die Luftschleieranlage 1 umfasst ein Gehäuse zum Ausblasen eines Luftschleiers 2. Vom Radiallüfter 15 angesaugt durchströmt die Luft zunächst die Ansaugöffnung 16, passiert dabei die Radiatoren 14 und wird durch die Ausblasöffnung 3 mittels der zur Coanvara-Düse ausgebildeten Lamellen 9 zum Luftschleier 2 geformt. Der Luftschleier 2 verhindert dabei das Einfallen von Luft aus dem Außenbereich Za in den Innenbereich Zb. Die Person, die gerade von dem Außenbereich in den Innenbereich geht, ist im Gesichtsbereich dem Luftschleier 2 ausgesetzt. Der durch den Radiator 14 nur unwesentlich aufgeheizte Luftstrom wird von der Person als kalt empfunden. Insofern unterscheidet sich die Luftschleiervorrichtung 1 nicht von bekannten Modellen. Jedoch ist auf der Unterseite ein Wärmestrahler 4 vorgesehen, der Wärmestrahlung 5 erzeugt. Die im Luftschleier befindliche Person ist gleichzeitig dieser Wärmestrahlung ausgesetzt und empfindet die Luft daher als wärmer. Der Wärmestrahler 4 umfasst zur Bündelung der Wärmestrahlung einen direkt befeuerten Dunkel- oder Hellstrahler 7, sowie Reflektoren 8. Lediglich angedeutet ist, dass der Wärmestrahler durch Verschwenken des Strahlers 7 in eine andere Position 7' die Wärmestrahlung 5 in eine andere Richtung abgeben kann. Je nach Einzelfall kann es dazu notwendig sein, auch den nicht zwingend notwendigen Reflektor 8 mit zu bewegen. In der in Fig. 2 dargestellten Untersicht ist darüber hinaus zu erkennen, dass der Strahler 7 U-förmig gebogen ist. Ein direkt befeuerter Gasbrenner 10 wirft eine Flamme in das Rohr 7, die Flamme wird durch den Ansauglüfter 11 angesaugt und die noch heiße Abluft der in Fig. 1 dargestellten Wärmerückgewinnung mit Abgaswärmetauscher (13, 14) über ein vorzugsweise flexibles Verbindungsstück 1 2 zugeführt.
    In Fig. 1 ist zu erkennen, dass über einen als Weiche dienenden Verteiler 13 die über das Verbindungsrohr 12 zugeführte Abluft den drei parallel angeordneten Radiatoren 14 zugeführt werden kann, die den Luftstrom im Gerät um einige Grad erwärmen.

    Claims (12)

    1. Vorrichtung (1 ) zum Erzeugen eines Luftschleiers (2) zum Behindern des Luftaustausch zwischen zwei Zonen (Za, Zb), mit einer Ausblasöffnung (3), durch die der Luftschleier ausgeblasen wird und mit einem Wärmestrahler (4), wobei die Ausblasöffnung (3) und der Wärmestrahler (4) derart ausgelegt sind, dass sich der Luftschleier (2) und die vom Wärmestrahler (4) abgegebene Wärmestrahlung (5) in einem Bereich (6) kreuzen, in dem Personen üblicherweise von einer der beiden Zonen (Za, Zb) zur jeweils anderen Zone (Zb, Za) gelangen und dabei den Luftschleier (2) ausgesetzt sind.
    2. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler einen Elektrostrahler und/oder einen direktbefeuerten Dunkel- oder Hellstrahler (7), insbesondere einen gas- oder heizölbefeuerten, umfasst.
    3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler einen Reflektor (8) umfasst, derart, dass die Wärmestrahlung (5) in eine bestimmte Richtung gelenkt werden kann.
    4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler derart verschwenkbar (7 - 7') ist, dass die Wärmestrahlung in eine bestimmte Richtung gelenkt werden kann und/oder unbewegliche oder verstellbare Lamellen (9) im Pfad des ausgeblasen Luftschleiers derart vorgesehen sind, dass der Luftschleier in eine bestimmte Richtung gelenkt werden kann.
    5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (20) oder mehrere Sensoren, insbesondere eine Lichtschranke, vorgesehen sind, derart dass der Wärmestrahler unverzüglich und/oder zeitverzögert abgeschaltet wird, wenn Objekte dem Wärmestrahler näher als ein vorgegebener Wert, insbesondere näher als 90 cm, bevorzugt näher als 50 cm, kommen.
    6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart ausgelegt ist, dass die dem Luftschleier ausgesetzten Personen die Mischung aus dem kühlen, schnell strömenden Luftschleier und der wärmenden Wärmestrahlung als behaglich empfinden, insbesondere durch zielgerichtete Abstimmung und Berücksichtigung einer oder mehrere der folgenden Parameter:
      Temperatur, Geschwindigkeit und Volumenstrom des Luftschleiers, Temperatur- und Druckunterschiede zwischen den Zonen, Temperatur und Größe des Wärmestrahiers, Abstrahlrichtung des Wärmestrahlers und des Luftschleiers, Abstand der Ausblasöffnung und der Wärmestrahler von Personen, wobei die Abstimmung auch automatisch durch eine mit entsprechenden Sensoren versehenen Steuerung erfolgen kann.
    7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahler derart an der Vorrichtung vorgesehen ist, dass ein Teil seiner Wärmeleistung durch Konvektion den Luftschleier erwärmt, bevor dieser aus der Ausblasöffnung austritt und/oder der vom Wärmestrahler erwärmte Reflektor derart an der Vorrichtung vorgesehen ist, dass er durch Konvektion den Luftschleier erwärmt, bevor dieser aus der Ausblasöffnung austritt.
    8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (14) vorgesehen ist, der mit dem Dunkel- oder Hellstrahler (7) derart verbunden ist (12, 13), dass die vom Dunkel- oder Hellstrahler (7) stammenden Abgase den Wärmetauscher erwärmen und der Wärmetauscher derart an der Vorrichtung vorgesehen ist, dass er durch Konvektion den Luftschleier erwärmt, bevor dieser aus der Ausblasöffnung austritt.
    9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gebläse, insbesondere einen oder mehrere Axial- oder Radiallüfter zum Erzeugen des Luftschleiers (2) aufweist.
    10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher mehrere Radiatoren umfasst, die parallel von den Abgasen durchströmt werden können.
    11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dunkel- oder Hellstrahler derart gebogen ist, dass sein Einlass und Auslass nebeneinander liegen, insbesondere derart, dass ein Brenner und ein Absauggebläse des Strahlers nebeneinander liegen.
    12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einem kompakten Gehäuse vorgesehen ist und zumindest die Ausblasöffnung, ein Gebläse und den Wärmestrahler und vorzugsweise eine Ansaugöffnung, umfasst.
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