EP2148144B1

EP2148144B1 - Lufttechnische Einrichtung

Info

Publication number: EP2148144B1
Application number: EP09008435.1A
Authority: EP
Inventors: Ralf Wagner; Hermann Leis; Daniel Hofmeister
Original assignee: LTG AG
Current assignee: LTG AG
Priority date: 2008-07-26
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: EP2148144A1; DE102008034905A1

Description

Die Erfindung betrifft eine lufttechnische Einrichtung, insbesondere Umlufteinrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um einen Umluftfancoil. Die lufttechnische Einrichtung beziehungsweise der Umluftfancoil saugt mittels des Querstromventilators Raumluft aus einem Raum, insbesondere Wohnraum, Büroraum oder dergleichen, an. Die angesaugte Luft passiert einen Wärmetauscher, der mittels heißem oder kaltem Wasser temperiert ist, durchläuft dann den Querschnittventilator und tritt als behandelter Luftstrom wieder in den Raum ein. Alternativ kann selbstverständlich auch derart vorgegangen werden, dass die angesaugte Raumluft zunächst den Querstromventilator passiert, dann den Wärmetauscher durchläuft und anschließend wieder in den Raum eintritt.
Eine bekannte lufttechnische Einrichtung weist eine im Wesentlichen von den Abmessungen des Wärmetauschers und des Querstromventilators vorgegebene Größe auf. Wird der Wärmetauscher liegend angeordnet, so kann eine relativ geringe Bauhöhe bei einer durch die Fläche des Wärmetauschers im Wesentlichen vorgegebenen, großen Bautiefe realisiert werden. Wird der Wärmetauscher hochkant installiert, so ergibt sich eine entsprechend hohe Bauhöhe bei einer kleinen Bautiefe. Die Länge der lufttechnischen Einrichtung wird im Wesentlichen durch die Länge des Wärmetauschers und durch die einen Durchmesser des Laufrads des Querstromventilators bestimmt und weist für die jeweilige Einbauposition nur untergeordnete Bedeutung auf, da entsprechende Maße vorgebbar sind und durch reihenförmige Anordnung mehrerer lufttechnischer Einrichtungen auch entsprechend lange Zonen des Raumes ausstattbar sind. Soll die lufttechnische Einrichtung als Bodengerät, also beispielsweise innerhalb eines Hohlfußbodens, eingesetzt werden, so ist eine möglichst geringe Bauhöhe gefordert, mit der Folge, dass bei liegend angeordnetem Wärmetauscher eine entsprechend große Bautiefe resultiert. Vorzugsweise werden derartige Bodengeräte im Bereich der Fassade des Raumes im Fußboden angeordnet, wobei eine Lufteinlasszone und eine Luftauslasszone mittels eines betretbaren Luftgitters abgedeckt sind und das Luftgitter mit dem Fußboden fluchtet. Bei der erwähnten großen Bautiefe tritt das Luftgitter stark in Erscheinung und verkleinert die Stellfläche im Raum, da das Luftgitter freizuhalten ist, um die Luftströmungen nicht zu beeinträchtigen oder gar zu verhindern. Gleichzeitig hängt die erzielbare Leistung des Querstromventilators beziehungsweise dessen Wirkungsgrad stark von dem Durchmesser des Laufrads des Querstromventilators beziehungsweise einem Verhältnis des Durchmessers zur Höhe des Gehäuses ab. Je größer der Durchmesser beziehungsweise das Verhältnis gewählt ist, umso höher ist die erzielbare Leistung des Querstromventilators. Dabei leitet sich der Durchmesser des Laufrads des Querstromventilators beziehungsweise das Verhältnis von den zulässigen Abmessungen des Gehäuses ab, sodass der Durchmesser beziehungsweise das Verhältnis nicht beliebig groß gewählt werden können. Aus dem Stand der Technik sind lufttechnische Geräte der Eingangs genannten Art bekannt, bei welchen Verhältnisse von Durchmesser des Laufrads zu einer Höhe des Gehäuses im Bereich von etwa 0,4 bis 0,45 erzielt werden. Damit ist der mögliche Wirkungsgrad beziehungsweise die mögliche Leistung des Querstromventilators begrenzt.
Aus der DE 20 2007 002 361 U1 ist eine lufttechnische Einrichtung bekannt, die ein Gehäuse mit einer Lufteinlasszone und einer Luftauslasszone aufweist. In dem Gehäuse ist ein Wirbelbildner vorgesehen, der mit einem Laufrad eines im Gehäuse angeordneten Querstromventilators zusammenwirkt. Ferner ist in dem Gehäuse ein Wärmetauscher untergebracht. Der Wärmetauscher ist derart schrägliegend im Gehäuse angeordnet, dass sich unterhalb von ihm das Laufrad des Querstromventilators befindet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine lufttechnische Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sowohl nur eine sehr geringe Bautiefe als auch eine hohe verfügbare Leistung des Querstromventilators vorliegt. Vorzugsweise hat ein derartiges Gerät gleichwohl nur eine geringe Bauhöhe und kann demzufolge - sofern erwünscht - als Unterflurgerät beziehungsweise Unterflur-Fassadengerät verwendet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Querstromventilator und der Wärmetauscher sind derart seitlich benachbart zueinander angeordnet, dass eine Stirnseite des Wärmetauschers dem Querstromventilator zugeordnet liegt und das Verhältnis des Durchmessers des Laufrads des Querstromventilators zur Höhe des Gehäuses ≥ 0,5, vorzugweise ≥ 0,6 ist. Der Querstromventilator und der Wärmetauscher sind derart angeordnet, dass sie ohne seitliche Überlappung benachbart sind. Das heißt, dass kein Bereich des Wärmetauschers über oder unter Bereichen des Laufrads des Querstromventilators liegt. Dabei weist eine Stirnseite des Wärmetauschers auf den Querstromventilator zu. Von dem Querstromventilator aus gesehen ist eine vertikale Erstreckung der projizierten Stirnseite des Wärmetauschers also größer als beispielsweise eine projizierte Seitenfläche des Wärmetauschers. Auf diese Weise kann das Verhältnis des Durchmessers des Laufrads des Querstromventilators zur Höhe des Gehäuses von ≥ 0,5 erreicht werden. Das bedeutet, dass der Durchmesser des Laufrads größer als die halbe Gehäusehöhe ist. Bevorzugt ist, das Laufrad so auszulegen, dass der Durchmesser des Laufrads ≥ 60 % der Gehäusehöhe ist. Die vorstehend beschriebene Konstruktion führt bei einer lufttechnischen Einrichtung zu einer sehr geringen Bautiefe beziehungsweise Bauhöhe bei gleichzeitig hoher verfügbarer Leistung beziehungsweise hohem Wirkungsgrad des Querstromventilators. Dank der geringen Bautiefe und Bauhöhe ist ein Unterflureinsatz beziehungsweise ein Einsatz als Unterflur-Fassadengerät problemlos möglich, weil nur eine sehr schmale Luftgitterzone in Erscheinung tritt. Die Leistung des Querstromventilators ist damit, bei gleicher Stellfläche des Raumes, gegenüber den bekannten Ausführungsformen größer. Die Erfindung sieht vor, dass der Wärmetauscher derart liegend im Gehäuse angeordnet ist, dass sich eine unterhalb des Wärmetauschers ausgebildete Luftströmungskammer in Richtung auf das Laufrad erweitert. Die Luftströmungskammer wird durch das Gehäuse und die Seitenfläche des Wärmetauschers definiert und ist auf der Abströmungsseite des Wärmetauschers angeordnet. Das bedeutet, dass Luft nach einem Durchlaufen des Wärmetauschers in die Luftströmungskammer gelangt. Beispielsweise durch eine schräg liegende Anordnung des Wärmetauschers entsteht eine Luftströmungskammer, welche sich in Richtung auf das Laufrad erweitert. Damit ist gemeint, dass eine dem Querstromventilator zugewandte Seite der Luftströmungskammer größer ist, beispielsweise eine größere Höhe aufweist, als eine dem Querstromventilator abgewandte Seite der Luftströmungskammer. Bei einer schrägliegenden Anordnung des Wärmetauschers wird zur Definition eines Luftströmungskammerquerschnitts die entsprechende Seitenfläche des Wärmetauschers gedanklich verlängert, bis sie auf eine Fläche des Gehäuses trifft. Das bedeutet, dass ein eventuell vorhandener Spalt, welcher durch einen geringen Abstand der Stirnseite des Wärmetauschers zu der Innenseite des Gehäuses vorliegt, bei der Betrachtung, ob sich die Luftströmungskammer in Richtung auf das Laufrad erweitert, nicht berücksichtigt wird. Die Erfindung sieht vor, dass vom Wärmetauscher kommende Luft sowohl über die Luftströmungskammer als auch über die dem Querstromventilator zugewandte Stirnseite des Wärmetauschers zum Laufrad des Querstromventilators gelangt. Es ist somit vorgesehen, dass die Luft beispielsweise durch eine Seitenfläche des Wärmetauschers in diesen eintritt und über eine weitere Seitenfläche und die Stirnseite wieder aus dem Wärmetauscher austreten kann. Es ist nicht notwendig, dass die Luft den Wärmetauscher von einer Seitenfläche zu der weiteren Seitenfläche vollständig durchläuft. Vielmehr kann bereits ein Austritt der Luft aus der Stirnseite vorgesehen sein. Sowohl bei einem Austritt der Luft über die Stirnseite als auch über die Seitenfläche gelangt die vom Wärmetauscher kommende Luft zum Laufrad des Querstromventilators. Über diesen wird kinetische Energie zugeführt, womit die Luft beschleunigt und weiter transportiert wird, beispielsweise in Richtung der Luftauslasszone.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verhältnis des Durchmessers des Laufrads des Querstromventilators zur Höhe des Gehäuses im Bereich von 0,55 bis 0,75 liegt. Der angegebene Bereich ermöglicht eine hohe Leistung des Querstromventilators bei gleichzeitig geringer Baugröße, das heißt Bautiefe und/oder Bauhöhe.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verhältnis des Durchmessers des Laufrades des Querstromventilators zur Höhe eines Grundgehäuses des Gehäuses ≥ 0,6, vorzugsweise 0,7 ist, wobei das Grundgehäuse das Gehäuse ohne Lufteinlasszone und ohne Luftauslasszone darstellt. Das Grundgehäuse stellt also das Gehäuse dar, in welchem der Wärmetauscher und der Querstromventilator angeordnet ist, jedoch ohne den Bereich der Lufteinlass- und Luftauslasszone, das heißt ohne ein möglicherweise vorgesehenes Luftgitter. Dies ist bei der Berechnung des Verhältnisses des Durchmessers des Laufrades des Querstromventilators zur Höhe des Gehäuses zu beachten, da sich bei einem Bezug des Durchmessers auf das Grundgehäuse, bedingt durch die geringere Höhe des Grundgehäuses im Vergleich zu dem Gehäuse, größere Werte für das Verhältnis ergeben.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verhältnis des Durchmessers des Laufrads des Querstromventilators zur Höhe des Grundgehäuses im Bereich 0,65 bis 0,9 liegt. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen ergibt sich beim Bezug des Durchmessers auf die Höhe des Grundgehäuses ein höherer Wert für das Verhältnis. In diesem Fall kann der Durchmesser des Laufrads zwischen einschließlich 65 % bis einschließlich 90 % der Höhe des Grundgehäuses betragen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wärmetauscher schräg liegend im Gehäuse angeordnet ist. Es ist also eine Schräglage des Wärmetauschers vorgesehen, wobei dieser insbesondere mit seiner Querschnittskontur an Innenseiten des Gehäuses anliegen kann. Demzufolge ist der Wärmetauscher weder liegend noch hochkant stehend angeordnet, sondern zwischen diesen beiden Positionen. Beispielsweise kann der Wärmetauscher mit seiner Querschnittskontur die Innenseiten einer Deckenwand und/oder einer Seitenwand des Gehäuses berühren. Durch dieses Berühren wird ein Innenraum des Gehäuses entsprechend separiert, sodass sich ein Luftraum beziehungsweise mehrere Lufträume ausbilden kann/können, der/die einerseits von dem Wärmetauscher und andererseits von Teilen des Gehäuses gebildet wird/werden. Bei der beschriebenen schräg liegenden Anordnung des Wärmetauschers in dem Gehäuse können sich bei entsprechender Dimensionierung des Wärmetauschers beispielsweise eine Lufteintrittskammer und eine Luftströmungskammer ausbilden. Dabei ist die Lufteintrittskammer einer Lufteinlasszone beziehungsweise Lufteinlassöffnung nachgeordnet, jedoch vor dem Wärmetauscher positioniert. Die Luftströmungskammer befindet sich in Strömungsrichtung gesehen nach dem Wärmetauscher, sodass durch die Lufteinlasszone angesaugte Luft zunächst in die Lufteintrittskammer eintritt, anschließend den Wärmetauscher durchläuft und nachfolgend über die Luftströmungskammer und den Querstromventilator aus der Luftauslasszone austreten kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Luftströmungskammer - im Querschnitt gesehen - dreieckförmig oder trapezartig ausgebildet ist. Bei der dreieckförmigen oder trapezartigen Ausbildung der Luftströmungskammer kann es notwendig sein, dass - wie vorstehend ausgeführt - die Seitenfläche des Wärmetauschers gedanklich verlängert werden muss, bis sie auf die Innenseite des Gehäuses trifft. Eine dreieckförmige Ausbildung der Luftströmungskammer kann sich ergeben, wenn der Wärmetauscher mit einer seiner Kanten auf der der Unterseite des Gehäuses zugeordneten Innenseite aufliegt. Die trapezartige Form liegt beispielsweise vor, wenn der Wärmetauscher zu der Innenseite des Gehäuses, welche der Unterseite zugeordnet ist, beabstandet positioniert ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich der dreieckförmige oder trapezartige Querschnitt der Luftströmungskammer in Richtung auf das Laufrad erweitert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass oberhalb des Wärmetauschers eine Lufteintrittskammer ausgebildet ist, die - im Querschnitt gesehen - dreieckförmig oder trapezförmig ausgebildet ist, wobei sie sich vorzugsweise in zum Laufrad abgewandter Richtung erweitert. Oberhalb des Wärmetauschers ist also die Lufteintrittskammer vorgesehen, durch welche Luft, beispielsweise nach einem Durchlaufen der Lufteinlasszone, in den Wärmetauscher eintreten kann. Die Lufteintrittskammer erweitert sich vorzugsweise in zum Laufrad abgewandter Richtung, beziehungsweise verjüngt sich in Richtung des Laufrads. Somit kann vorzugsweise verhindert werden, dass Luft aus der Lufteintrittskammer direkt zu dem Querstromventilator gelangen kann, beziehungsweise kann ein schmaler verbliebener Spalt einfach abzudichten sein. Ist der Wärmetauscher schräg liegend in dem Gehäuse angeordnet und die Luftströmungskammer in Richtung auf das Laufrad erweitert ausgebildet, so ergibt sich der in Richtung des Querstromventilators beziehungsweise des Laufrads verjüngte Querschnitt der Lufteintrittskammer automatisch, sofern das Gehäuse im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Dabei kann die Lufteintrittskammer im Wesentlichen punktsymmetrisch zu der Luftströmungskammer ausgebildet sein. Die Lufteintrittskammer verfügt über eine Fluidverbindung zu dem Wärmetauscher, sodass Luft aus der Lufteintrittskammer durch den Wärmetauscher strömen kann. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass Luft aus einer Lufteinlasszone in die Lufteintrittskammer und von dort weiter in den Wärmetauscher gelangen kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wirbelbildner etwa mittig oberhalb des Laufrads liegt. Das bedeutet, dass der Wirbelbildner in etwa senkrecht über einer Drehachse des Laufrads angeordnet ist. Der Wirbelbildner sorgt für die Ausbildung eines Steuerwirbels des Querstromventilators und ermöglicht so die Erzeugung eines Luftstroms durch den Querstromventilator. Der Wirbelbildner bildet dabei einen Bereich geringen Abstands zwischen einem Außenumfang des Laufrads und dem Wirbelbildner aus.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wirbelbildner von einem Winkelblech gebildet ist. Das bedeutet, dass der Wirbelbildner beziehungsweise das Winkelblech nicht an der Position mit dem geringsten Abstand zu dem Laufrad des Querstromventilators endet, sondern dass es vielmehr vorgesehen ist, dass das Winkelblech an dieser Position abgewinkelt ist. Die Abwinkelung des Winkelblechs bildet also den geringsten Abstand zum Laufrad aus, nicht eine Endkante des Winkelblechs.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Winkelblech zwei Schenkel aufweist, die zwischen sich einen stumpfen Winkel einschließen, sodass eine V-förmige Kontur vorliegt, die mit ihrer Spitze in Richtung auf das Laufrad weist. Der Wirbelbildner wird somit durch die V-förmige Kontur des Winkelblechs ausgebildet. Dazu weist das Winkelblech zwei Schenkel auf, die gegeneinander angewinkelt sind. Somit bildet sich die V-förmige Kontur aus, die mit ihrer Spitze in Richtung auf das Laufrad weist. An dieser Spitze liegt der geringste Abstand des Winkelblechs zu dem Laufrad des Querstromventilators vor, sodass das Winkelblech als Wirbelbildner dienen kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ein Deckblech vor, das vom Wärmetauscher ausgehend bis zum Rand einer dem Querstromventilator zugeordneten Luftaustrittsöffnung verläuft. Das Deckblech kann beispielsweise in einem Bereich des Gehäuses angeordnet sein, in welchem weder ein Lufteintritt noch ein Luftaustritt aus dem Gehäuse vorgesehen ist. Das Deckblech verläuft von dem Wärmetauscher ausgehend, wobei vorzugsweise eine Verbindung zwischen Deckblech und Wärmetauscher vorliegt. Diese kann so ausgebildet sein, dass eine Luftströmung zwischen Deckblech und Wärmetauscher hindurch verhindert ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Deckblech den Wirbelbildner als Winkelblechabschnitt mit ausbildet. Ein Abschnitt des Deckblechs bildet also das Winkelblech beziehungsweise den Abschnitt des Winkelblechs aus. Der Wirbelbildner ist somit als Teil des vom Wärmetauscher bis zum Rand der Luftaustrittsöffnung verlaufenden Deckblechs vorgesehen. Dies erlaubt auf effiziente Art und Weise eine gleichzeitige Abdichtung zwischen Deckblech und Wärmetauscher und eine Ausbildung des Wirbelbildners.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Deckblech im Bereich des Randes der Luftaustrittsöffnung durch Umkanten doppellagig ausgebildet ist. Die doppellagige Ausbildung des Deckblechs erhöht die Stabilität, womit beispielsweise Schwingungen des Deckblechs verhindert werden können. Diese Schwingungen können unter anderem durch die Verwendung des Deckblechs als Wirbelbildner angeregt werden. Durch das Umkanten liegt sowohl eine höhere Steifigkeit des Materials als auch eine höhere Masse des Deckblechs vor, sodass die Schwingungen gedämpft beziehungsweise vermieden werden können. Das Umkanten verhindert auch das Vorliegen einer freien Kante des Deckblechs im Inneren des Gehäuses, womit eine Verletzungsgefahr verringert wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lufteinlasszone und die Luftauslasszone an der Oberseite des Gehäuses ausgebildet sind. Durch die Lufteinlasszone kann Luft zu einer Bearbeitung in das Gehäuse eintreten, während durch die Luftauslasszone ein Austreten der Luft aus dem Gehäuse erfolgt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass Luft durch die Lufteinlasszone in die Lufteintrittskammer gelangt, von dort den Wärmetauscher durchläuft und anschließend in die Luftströmungskammer gelangt. Von dort aus wird die Luft durch den Querstromventilator angesaugt und aus der Luftauslasszone der lufttechnischen Einrichtung ausgeblasen. Somit liegt innerhalb der Einrichtung eine Luftströmung vor, welche von Lufteinlasszone hin zur Luftauslasszone erfolgt. Sowohl die Lufteinlasszone als auch die Luftauslasszone sind an der Oberseite des Gehäuses angeordnet. Dies erlaubt eine Verwendung der lufttechnischen Einrichtung als Unterflurgerät. Damit liegen die Lufteinlasszone und die Luftauslasszone im Bereich des Fußbodens des Raumes.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lufteinlasszone und die Luftauslasszone mindestens ein Luftgitter oder dergleichen aufweisen. Das Luftgitter kann beispielsweise verhindern, dass Schmutz oder sonstige Gegenstände in das Gehäuse der lufttechnischen Einrichtung gelangen können. Es kann, ist die Einrichtung als Unterflurgerät ausgelegt, gleichzeitig als Trittfläche dienen und schließt somit vorteilhafterweise mit einem Fußboden eines Raumes, in welchem die Einrichtung angeordnet ist, plan beziehungsweise eben ab.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Deckblech die Lufteinlasszone von der Luftauslasszone separiert. Das Deckblech kann zwischen der Lufteinlasszone und der Luftauslasszone angeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Deckblech eine Dichtfunktion, beispielsweise durch Anliegen an dem Wärmetauscher, aufweist, sodass innerhalb des Gehäuses beziehungsweise der lufttechnischen Einrichtung keine Luft von der Lufteinlasszone zu der Luftauslasszone gelangen kann, ohne zumindest den Wärmetauscher und den Querstromventilator zu durchlaufen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse eine Höhe H von 110 bis 150 mm, insbesondere etwa 130 mm aufweist. Die Höhe H des Gehäuses ist als eine Gesamthöhe definiert. Das bedeutet, dass sie eine Erstreckung der Einrichtung von der Unterseite des Gehäuses bis zu der Oberseite, einschließlich beispielsweise Luftgitter, beschreibt. Die Höhe von 110 bis 150 mm erlaubt eine problemlose Verwendung der Einrichtung als Unterflurgerät.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Grundgehäuse eine Höhe H' von 85 bis 125 mm, insbesondere etwa 105 mm, aufweist. Die Höhe des Grundgehäuses beschreibt eine vertikale Erstreckung des Gehäuses der lufttechnischen Einrichtung von der Unterseite bis zur Oberseite, allerdings ohne Auf-/Anbauteile. Das Grundgehäuse weist eine Höhe von 85 bis 125 mm auf. Bevorzugt ist eine Höhe von etwa 105 mm. Unter Auf-/Anbauteilen wird beispielsweise eine Abdeckung des Gehäuses verstanden, das heißt, dass ohne die Auf-/Anbauteile ein direkter Zugriff auf beispielsweise den Wärmetauscher und/oder den Querstromventilator möglich ist. Zu den Auf-/Anbauteilen zählen beispielsweise das Luftgitter und dessen Befestigung, Lufteinlasszone und Luftauslasszone. Die genannte Höhe ermöglicht einen problemlosen Einbau in einen aufgeständerten Fußboden oder in eine entsprechend andere Konstruktion des Fußbodens.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse beziehungsweise Grundgehäuse eine Tiefe von 290 bis 330 mm, insbesondere etwa 310 mm, aufweist. Die Tiefe des Grundgehäuses ist durch die Tiefe des Wärmetauschers und dem Durchmesser des Laufrads des Querstromventilators definiert. Da diese beiden Vorrichtungen nebeneinander angeordnet sind, ergibt sich eine Tiefe des Grundgehäuses von 290 bis 330 mm. Bevorzugt ist eine Tiefe von etwa 310 mm. Durch entsprechendes Vorsehen eines kleineren oder größeren Wärmetauschers kann die Tiefe des Grundgehäuses beziehungsweise des Gehäuses in weiten Bereichen variiert werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die lufttechnische Einrichtung als Unterflurgerät, insbesondere Unterflur-Fassadengerät, ausgebildet ist. Der Begriff "Unterflur-Fassadengerät" deutet an, dass die lufttechnische Einrichtung im Fußboden eingebaut ist, und zwar in der Nähe der Fassade, also im Fensterbereich des Raumes.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich in der Lufteinlasszone und der Luftauslasszone ein gemeinsames, vorzugsweise betretbares Luftgitter befindet. Das Luftgitter ist also gleichermaßen in der Lufteinlasszone als auch der Luftauslasszone angeordnet. Da die lufttechnische Einrichtung als Unterflurgerät ausgebildet sein kann, ist das Luftgitter vorzugsweise betretbar.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lufteinlasszone eine Lufteinlassöffnung aufweist, die eine Umlufteinlassöffnung bildet und dass die Luftaustrittsöffnung eine Umluftaustrittsöffnung ist. Das bedeutet, dass die lufttechnische Einrichtung eine Umlufteinrichtung ist, die Raumluft ansaugt, temperaturbeaufschlagt oder abkühlt und dann wieder in den Raum zurückführt, aus dem sie die Luft angesaugt hat. Die Anordnung kann dabei derart vorgesehen sein, dass der Wirbelbildner die Lufteinlassöffnung oder die Luftauslassöffnung begrenzt, insbesondere wenn der Wirbelbildner durch das Deckblech ausgebildet ist. Beispielsweise kann auch der Wärmetauscher die Lufteinlassöffnung oder die Luftauslassöffnung begrenzen, sofern er mit seinen Längskanten gegen die Innenseiten entsprechender Gehäusewände anliegt und mit einer derartigen Längskante auch eine entsprechende Luftöffnung begrenzt. Es ist im Wesentlichen vorgesehen, dass durch die Umluftaustrittsöffnung dieselbe Luft austritt, welche durch die Umlufteinlassöffnung in die lufttechnische Einrichtung eingetreten ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigt die einzige

Figur: eine Schnittansicht durch eine lufttechnische Einrichtung.

Die Figur zeigt eine lufttechnische Einrichtung 1, die als Umlufteinrichtung 2, insbesondere als Umluftfancoil-Gerät 3 ausgebildet ist. Die lufttechnische Einrichtung 1 bildet ein Bodengerät 4, das im Fußboden eines zu klimatisierenden Raumes 5 derart eingesetzt wird, dass eine Oberseite 6 mit dem Fußboden des Raumes 5 fluchtet. Vorzugsweise wird die lufttechnische Einrichtung 1 entlang einer Fassade des Raumes 5, also im Fensterbereich oder dergleichen, angeordnet. Das Gerät ist also als Unterflurgerät 7 beziehungsweise Unterflur-Fassadengerät 8 ausgebildet. Die lufttechnische Einrichtung 1 weist ein Gehäuse 9 auf, das eine Deckenwand 10, eine Bodenwand sowie Seitenwände 12 und 13 besitzt. Die Deckenwand 10 ist mit einem Luftgitter 14 versehen. Die Seitenwand 12 setzt sich aus einer schräg verlaufenden Seitenwandzone 15 und einem vertikalen Seitenwandabschnitt 16 zusammen. An waagerechte Abschnitte 17 der Seitenwände 12 und 13 schließen sich Halteelemente 18 zum Halten des Luftgitters 14 an. Dabei weist das Gehäuse 9 eine Höhe H auf, die die Erstreckung des Gehäuses 9 in vertikaler Richtung von der Bodenwand 11 bis zur Oberseite 6 des Luftgitters 14 beziehungsweise der Deckenwand 10 beschreibt. Eine Höhe H' beschreibt die Höhe eines Grundgehäuses 19, welches lediglich den Bereich von der Bodenwand 11 bis einschließlich der waagerechten Abschnitte 17 umfasst, die Halteelemente 18 und das Luftgitter 14 also nicht enthält.
Die Aufstellung der lufttechnischen Einrichtung 1 erfolgt mit höhenverstellbaren Füßen 20, die in der Bodenwand 11 angeordnet sind. Erfolgt die Aufstellung mit den Füßen auf einem Rohfußboden des Raumes 5, so kann die lufttechnische Einrichtung 1 mittels der Höhenverstellbarkeit derart justiert werden, dass das Luftgitter 14 mit dem, beispielsweise aufgestelzten, Fußboden des Raumes 5 fluchtet. Das Grundgehäuse weist im Übrigen eine Tiefe t auf, welche in dem abgebildeten Fall etwa 290 mm beträgt. Die Höhe H des Gehäuses beträgt etwa 130 mm, während die Höhe des Grundgehäuses etwa 105 mm ist.
Das Luftgitter 14 erstreckt sich über die gesamte Oberseite 6 der lufttechnischen Einrichtung, wobei es eine Lufteinlasszone 21 und eine Luftauslasszone 22 abdeckt. Das Luftgitter 14 erstreckt sich im Wesentlichen über die vollständige Tiefe des Gehäuses 9. Unterhalb der Lufteinlasszone 21 ist innerhalb des Gehäuses 9 ein Wärmetauscher 23 und unterhalb der Luftauslasszone 22 ein Querstromventilator 24 angeordnet. Der Wärmetauscher 23 weist eine rechteckige Querschnittskontur mit den Eckkanten 25, 26, 27 und 28 auf. Der Wärmetauscher 23 besitzt weiterhin Seitenflächen 29 und 30 sowie Stirnseiten 31 und 32. Die Seitenfläche 29 stellt dabei eine Eintrittsfläche 33 dar, durch welche Luft in den Wärmetauscher 23 eintreten kann. Diese Luft kann durch Austrittsflächen 34, welche zumindest die Seitenfläche 30 und die Stirnseite 31 umfasst, wieder aus dem Wärmetauscher 23 austreten. Luft gelangt also durch die Lufteinlasszone 21 in das Innere des Gehäuses 9, wo sie zunächst in eine Lufteintrittskammer 35 eintritt. Diese weist eine fluidtechnische Verbindung zu der Eintrittsfläche 33 auf, sodass die Luft von der Lufteintrittskammer 35 in den Wärmetauscher 23 gelangen kann. Die aus dem Wärmetauscher 23 durch die Austrittsflächen 34 austretende Luft tritt in eine Luftströmungskammer 36 ein und wird anschließend von dem Querstromventilator 24 angesaugt und durch die Luftauslasszone 22 wieder in den Raum 5 bewegt.
Sowohl die Lufteintrittskammer 35 als auch die Luftströmungskammer 36 sind im Querschnitt gesehen im Wesentlich trapezartig ausgebildet. Das bedeutet, dass zwei kurze Stirnseiten über zwei längere Seiten miteinander verbunden sind. Dabei ist es nicht notwendig, dass die Stirnseiten zueinander parallel sind. Die Lufteintrittskammer 35 verjüngt sich in die dem Querstromventilator 24 zugewandten Richtung, während die Luftströmungskammer 36 sich in diese Richtung aufweitet. Die trapezartige Ausbildung der Lufteintrittskammer 35 und der Luftströmungskammer 36 rührt von dem schräg liegend im Gehäuse 9 angeordneten Wärmetauscher 23 her. Die Anordnung ist so getroffen, dass der Wärmetauscher 23 derart in Schräglage in dem Gehäuse 9 angeordnet ist, dass er mit seiner Eckkante 28 nahe dem Luftgitter 14 angeordnet ist, während die Eckkante 28 mit dem vertikalen Seitenwandabschnitt 16 in Kontakt tritt. So liegt zumindest an der Eckkante 28 keine fluidtechnische Verbindung zwischen der Lufteintrittskammer 35 und der Luftströmungskammer 36 vor, sodass die in die Lufteintrittskammer 35 einströmende Luft den Wärmetauscher 23 passieren muss. Durch die schräg liegende Anordnung des Wärmetauschers 23 in dem Gehäuse 9 ist die Seitenfläche 30 beziehungsweise die Seitenfläche 29 gegenüber der Bodenwand 11 des Gehäuses 9 angewinkelt. Dabei zeigt die Stirnseite 31 in Richtung des Querstromventilators 24 beziehungsweise ist diesem zugeordnet. Querstromventilator 24 und Wärmetauscher 23 sind somit seitlich benachbart zueinander angeordnet.
Der Querstromventilator 24 weist ein Laufrad 37 auf, welches um eine Drehachse 38 drehbar gelagert ist. Das Laufrad 37 weist Schaufeln 39 auf, über welche der angesaugten Luft kinetische Energie zugeführt und diese somit weitertransportiert wird. Der Querstromventilator 24 verfügt weiter über einen Wirbelbildner 40, welcher etwa mittig oberhalb des Laufrads 37 angeordnet ist. Der Wirbelbildner 40 wird von einem Winkelblech 41 gebildet, in der Weise, dass das Winkelblech 41 zwei Schenkel 42 aufweist, die zwischen sich einen stumpfen Winkel einschließen, sodass eine V-förmige Kontur 43 entsteht, die mit einer Spitze 44 in Richtung des Laufrads 37 zeigt und so den Wirbelbildner 40 ausbildet. Das Winkelblech 41 ist Bestandteil eines Deckblechs 45, welches vom Wärmetauscher 23 ausgehend bis zum Rand einer Luftaustrittsöffnung 46, welche dem Querstromventilator 24 zugeordnet ist, verläuft. Durch die Luftaustrittsöffnung 46 gelangt die Luft von dem Querstromventilator 24 in die Luftauslasszone 22. Die Luftaustrittsöffnung 46 ist also im Wesentlichen im Bereich der Luftauslasszone 22 angeordnet. Auf der dem Wärmetauscher 23 zugewandten Seite des Deckblechs 45 kann es vorgesehen sein, dass das Deckblech 45 mit dem Wärmetauscher 23 beziehungsweise mit dessen Seitenfläche 29 in Verbindung steht und so das Austreten von Luft aus der Lufteintrittskammer 35 in Richtung des Querstromventilators 24 verhindert. Das Deckblech 45 weist einen Winkelblechabschnitt 47 auf, welcher das den Wirbelbildner 40 ausbildende Winkelblech 41 darstellt. Im Bereich eines Randes 48 der Luftaustrittsöffnung 46 ist das Deckblech 45 doppellagig ausgebildet. Das Deckblech 45 ist derart vorgesehen, dass es die Lufteinlasszone 21 von der Luftauslasszone 22 separiert.
Die Lufteinlasszone 21 und die Luftauslasszone 22 sind im Bereich der Oberseite 6 der lufttechnischen Einrichtung 1 ausgebildet. Sie sind von dem Luftgitter 14 bedeckt, welches vorzugsweise betretbar ist, insbesondere für den Fall, dass die lufttechnische Einrichtung 1 als Bodengerät 4 beziehungsweise Unterflurgerät 7/Unterflur-Fassadengerät 8 ausgebildet ist. Das Luftgitter 14 ist dabei vorzugsweise als gemeinsames Luftgitter ausgebildet, also als sowohl die Lufteinlasszone 21 als auch die Luftauslasszone 22 bedeckendes Luftgitter. Da die lufttechnische Einrichtung 1 als Umlufteinrichtung 2 ausgebildet ist, weist die Lufteinlasszone 21 eine Lufteinlassöffnung 49 auf, welche als Umlufteinlassöffnung 50 ausgebildet ist. Analog dazu ist die Luftaustrittsöffnung 46 eine Umluftaustrittsöffnung 51.
Um die verfügbare Leistung des Querstromventilators 24 zu erhöhen, muss ein Durchmesser D des Laufrads 37 möglichst groß ausgebildet sein. Daher wird ein Verhältnis des Durchmessers D zu der Höhe H des Gehäuses 9 beziehungsweise H' des Grundgehäuses 19 mit D/H = 80/130 = 0,61 beziehungsweise D/H' = 80/105 = 0,76 gewählt. Möglich sind jedoch auch größere Werte.
Mit der in der Figur 1 dargestellten Anordnung, das heißt, dass Querstromventilator 24 und Wärmetauscher 23 seitlich benachbart zueinander angeordnet sind und dass die Stirnseite 31 des Wärmetauschers 23 dem Querstromventilator 24 zugeordnet liegt, wobei das Verhältnis des Durchmesser D des Laufrads 37 des Querstromventilators 24 zu der Höhe H des Gehäuses 9 ≥ 0,5, in diesem Fall = 0,61, ist, kann sowohl eine geringe Baugröße bezüglich der Höhe H und der Tiefe t und eine hohe verfügbare Leistung beziehungsweise ein hoher Wirkungsgrad des Querstromventilators 24 erzielt werden. Die aus dem Stand der Technik bekannten lufttechnischen Einrichtungen 1 weisen Verhältnisse D/H ≤ 0,45 auf. Somit stellt die erfindungsgemäße Anordnung eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der erreichbaren Leistung des Querstromventilators 24 dar.
Für die lufttechnische Einrichtung 1 ergibt sich folgende Funktion: Raumluft des Raumes 5 wird durch die Umlufteinlassöffnung 50 in die Lufteintrittskammer 35 aufgrund der Saugwirkung des Querstromventilators 24 angesaugt und gelangt durch den Wärmetauscher 23. Dieser dient mittels eines nicht dargestellten Wasserkreislaufs entweder zum Aufheizen oder zum Abkühlen der Raumluft. Entsprechend wärmebehandelte Raumluft gelangt von dem Wärmetauscher 23 in die Luftströmungskammer 36 und von dort in den Querstromventilator 24. Die Raumluft strömt durch das Laufrad 37 des Querstromventilators 24 hindurch, wobei durch den Wirbelbildner 40 die Bildung eines Steuerwirbels (nicht dargestellt) hervorgerufen wird. Nach dem Durchlaufen des Laufrads 37 tritt die Raumluft durch die Umluftaustrittsöffnung 51 und das Luftgitter 14 hindurch wieder in den Raum 5 ein. Insgesamt liegt daher ein Umluftbetrieb vor. Die Umluftaustrittsöffnung 51 wird von der Seitenwand 13 und dem Deckblech 45 begrenzt.

Claims

Lufttechnische Einrichtung (1), insbesondere Umlufteinrichtung, mit einem eine Lufteinlasszone (21) und eine Luftauslasszone (22) aufweisenden Gehäuse (9), in dem ein mit Wirbelbildner (40) versehener, ein Laufrad (37) aufweisender Querstromventilator (24) und ein Wärmetauscher (23) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querstromventilator (24) und der Wärmetauscher (23) ohne seitliche Überlappung derart seitlich benachbart zueinander angeordnet sind, dass eine Stirnseite (31) des Wärmetauschers (23) dem Querstromventilator (24) zugeordnet liegt, sodass die Stirnseite (31) des Wärmetauschers (23) auf den Querstromventilator (24) zuweist, dass das Verhältnis des Durchmessers (D) des Laufrads (37) des Querstromventilators (24) zur Höhe (H) des Gehäuses (9) ≥ 0,5, vorzugsweise ≥ 0,6 ist, und dass der Wärmetauscher (23) derart liegend im Gehäuse (9) angeordnet ist, dass sich eine unterhalb des Wärmetauschers (23) ausgebildete Luftströmungskammer (36) in Richtung auf das Laufrad (37) erweitert, wobei vom Wärmetauscher (23) kommende Luft sowohl über die Luftströmungskammer (36) als auch über die dem Querstromventilator (24) zugewandte Stirnseite (31) des Wärmetauschers (23) zum Laufrad (37) des Querstromventilators (24) gelangt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers (D) des Laufrads (37) des Querstromventilators (24) zur Höhe (H) des Gehäuses (9) im Bereich von 0,55 bis 0,75 liegt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers (D) des Laufrades (37) des Querstromventilators (24) zur Höhe (H') eines Grundgehäuses (19) des Gehäuses (9) ≥ 0,6, vorzugsweise ≥ 0,7 ist, wobei das Grundgehäuse (19) das Gehäuse (9) ohne Lufteinlasszone (21) und ohne Luftauslasszone (22) darstellt.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers (D) des Laufrads (37) des Querstromventilators (24) zur Höhe (H') des Grundgehäuses (19) im Bereich 0,65 bis 0,9 liegt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (23) schräg liegend im Gehäuse (9) angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungskammer (36) - im Querschnitt gesehen - dreieckförmig oder trapezartig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Wärmetauschers (23) eine Lufteintrittskammer (35) ausgebildet ist, die - im Querschnitt gesehen - dreieckförmig oder trapezförmig ausgebildet ist, wobei sie sich vorzugsweise in zum Laufrad (37) abgewandter Richtung erweitert.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelbildner (40) etwa mittig oberhalb des Laufrads (37) liegt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelbildner (40) von einem Winkelblech (41) gebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelblech (41) zwei Schenkel (42) aufweist, die zwischen sich einen stumpfen Winkel einschließen, sodass eine V-förmige Kontur (43) vorliegt, die mit ihrer Spitze (44) in Richtung auf das Laufrad (37) weist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Deckblech (45), das vom Wärmetauscher (23) ausgehend bis zum Rand (48) einer dem Querstromventilator (24) zugeordneten Luftaustrittsöffnung (46) verläuft.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (45) den Wirbelbildner (40) als Winkelblechabschnitt (47) mitausbildet.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (45) im Bereich des Randes (48) der Luftaustrittsöffnung (46) durch Umkanten doppellagig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlasszone (21) und die Luftauslasszone (22) an der Oberseite (6) des Gehäuses (9) ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlasszone (21) und die Luftauslasszone (22) mindestens ein Luftgitter (14) oder dergleichen aufweisen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (45) die Lufteinlasszone (21) von der Luftauslasszone (22) separiert.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) eine Höhe H von 110 bis 150 mm, insbesondere etwa 130 mm aufweist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgehäuse (19) eine Höhe H' von 85 bis 125 mm, insbesondere etwa 105 mm, aufweist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) beziehungsweise Grundgehäuse (19) eine Tiefe von 290 bis 330 mm, insbesondere etwa 310 mm, aufweist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Unterflurgerät (7), insbesondere Unterflur-Fassadengerät (8).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Lufteinlasszone (21) und der Luftauslasszone (22) ein gemeinsames, vorzugsweise betretbares Luftgitter (14) befindet.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlasszone (21) eine Lufteinlassöffnung (49) aufweist, die eine Umlufteinlassöffnung (50) bildet und dass die Luftaustrittsöffnung (46) eine Umluftaustrittsöffnung (51) ist.