EP3434998A1 - Ventilation device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a ventilation device according to claim 1, a ventilation device with such ventilation devices according to claim 23, and a method for operating such a ventilation device according to claim 24.
- Induction is understood to mean the proportion of room air which is entrained or entrained by the primary air flow supplied by means of the ventilation device.
- an induction number of 10 means that, for example, 1 m 3 primary air flow by a factor of 10 more, ie 10 m 3 room air moves.
- a better mixing of the room air is achieved if the induction number of the ventilation device is as large as possible.
- standards eg the Swiss SIA standard 382/1, corresponding to EN 13779 should be adhered to in order, for example, to guarantee the freedom of movement of such a ventilation device.
- the permissible room air velocity according to SIA standard 382/1 at 50% humidity, depending on the room temperature, is between approx. 120 m / s at 20 ° C and approx. 170 m / s at 26 ° C.
- surface load is understood to mean the volume flow of the supply air per time and the active surface area through which it flows in m 3 / (hm 2 ).
- Inactive areas are air-impermeable areas of a ventilation element in which the slot pattern is either covered, closed or missing.
- row distance is understood here to mean the usual term in air conditioning technology, namely the distance from the outlet opening, at which the supply air or there already mostly mixed air flow is braked to a speed of 0.25 m / s.
- FIG. Fig. 1A and Fig. 1B the principle shown there will be described with reference to a first embodiment, which in FIG Fig. 1A and Fig. 1B is shown.
- Ventilation devices 10 which are designed for installation in a room 1. These ventilation devices 10 may be designed for ventilation, air conditioning and / or heating. Preferably, it is Ventilation devices 10 for air conditioning, which cause a cooling effect in the room 1 by an air flow L1 is supplied, the temperature of which is below the temperature of the room air in the room 1.
- the ventilation device 10 comprises a planar ventilation element 100 with air passage openings facing in the direction of the space.
- the planar ventilation element 100 may extend parallel to a ceiling.
- An outflow box 20 is arranged in this embodiment on a rear side opposite the spatial direction 101 of the ventilation element 100.
- an air supply 21, 22 is provided inside the Abströmkastens 20, an air supply 21, 22 is provided for supplying an air flow L1.
- the ventilation element 100 comprises a plurality of punching slots 102, which serve as air passage openings.
- Each of the punching slots 102 has a slot length L between 2 and 10 mm and a slot width W between 0.1 and 0.8 mm, such as in FIG Fig. 5B shown.
- the ratio between slot length L and slot width W is therefore between 2.5 and 100 in all embodiments.
- the rear side 101 of the ventilation element 100 has a regular arrangement of depressions 106 (see, for example, FIGS Fig. 6B ) formed opposite a rear (main) plane E of the ventilation member 100 in the space direction. That is, these depressions are lower on the back side 101 than the level of the rear (main) plane E.
- Fig. 7A corresponds essentially to the example already in the Figures 6A and 6B is indicated.
- the recesses 106 which surround the punching slots 102, here have a nearly rectangular shape.
- the total area GFV of all depressions 106 (without the total area of the punching slots 102, 102 ') is smaller here than the total area GFN, which lies at the normal level of the (main) plane E.
- Fig. 7B differs from the example in Fig. 7A in that on the one hand the recesses 106, which surround the punching slots 102, a slightly oval Have shape. In addition, the area of these recesses 106 is greater than in Fig. 7A , Additionally or alternatively, further depressions may be provided on the rear side 101. In Fig. 7B it is indicated that, for example, a depression 108 can be located centrally between in each case four punched slots 102, 102 '. This sink 108 may be of any shape that may be produced by stamping, deep drawing, stamping, pressing, hammering, or a similar forming process.
- a mat eg a nonwoven
- This mat can be placed loose in the discharge box 20 or fixed on the back 101.
- Such a mat can be used in all described embodiments.
- FIG. 1B A schematic diagram is in Fig. 1B shown.
- Fig. 1B is a single air passage opening 102 can be seen, which extends from the back 101 through the vent member 100 to the front 103.
- the different length arrows of the primary air flow L2 indicate the velocity vectors of this primary air flow L2.
- the velocity is greater than at the edge of punched slot 102.
- each of the fine primary airflows L2 induction induces additional airflows (referred to herein as secondary airflows), which in Fig. 1B labeled L3. That is, each of the fine primary air flows L2 entrains air from the space R, resulting in rapid mixing of the fresh air L1 with the indoor air.
- the total of the fine primary air flows L2 set in motion amount of air is always larger by the induced secondary air L3, while the speed increases with increasing Distance from the ventilation element 100 in the direction of space is becoming smaller.
- the punching slots 102, 102 have a slot length L between 2 and 10 mm and a slot width W between 0.1 and 0.8 mm.
- the extreme values resulting from these ranges are compared with a circular air passage opening with the same area.
- the R of the punch slot 102 here corresponds to 1.96 times the R of the circle.
- the device 10 provides better results when the air flow L1 first undergoes a deflection or deflection after entering the outflow box 20 in order to "flow" as far as possible along the rear side 101 of the ventilation element 100 (as in FIG Fig. 1B indicated by the horizontal arrow L1), before the passage through the air passage openings 102 in the direction of the space 1 takes place.
- the recesses 106 play a role. Among other things, these recesses 106 cause the air flow L1 not to "flow" too quickly over the rear side.
- the ventilation element 100 assumes by convection almost the temperature of the room 1 at. If now a colder to L1 air flow L1 with the venting element 100 comes into contact, because a quantity of heat Q is transferred from the venting element 100 to the air flow L1. The air flow L1 heats up and the ventilation element 100 cools down. It is therefore important here that the residence time of the colder air flow L1 on the rear side 101 of the ventilation element 100 is as large as possible. This is effected according to the invention inter alia by an interaction of the air flow L1 with the depressions 106. These recesses 106 cause a local swirling or braking of the air flow L1. In addition, they increase the effective surface area.
- the recesses 106 offset by an offset V with respect to the level of the (main 5) plane E of the back 101 back.
- V is preferably 0.1-2 mm.
- the recesses 106 are preferably configured to surround each punch slot 102.
- the depressions 106 preferably have a surface (without the actual punching slot surface F), which corresponds to approximately 1 to 5 times the punched slot surface F.
- Fig. 6B an embodiment is shown in which the surface of the recesses 106 corresponds to about 2 times the punch slot surface F.
- a free cross-section FQ which is in the range between 3 and 20%.
- a better mixing of the room air is achieved when the induction number of the ventilation device 10 is as large as possible.
- standards eg SIA standard 382/1 should be adhered to, for example as regards the freedom of movement of such a ventilation device 10.
- induction numbers of up to 10 can be achieved, which means that, for example, 1 m 3 primary air flow L2 moves about 10 times more room air.
- the performance of the ventilation device 10 plays a major role, since the performance in principle has a direct relationship to the economy and the cost of a ventilation device 10, including all ancillary components.
- Ventilation devices 10 which are supplied with an air flow L1 having a ⁇ T between 2 and 10 degrees Celsius, have proven particularly useful. In the present case, however, ⁇ T can be between 4 and 12 degrees Celsius. However, larger ⁇ T values can lead to unfavorable and unpleasant drafts in room 1.
- the ventilation devices 10 are preferably dimensioned and the ancillaries are designed so that a power of over 50 m 3 / h per m 2 area of the ventilation element 100 is achieved without a ⁇ T must be specified, which is greater than 18 degrees Celsius.
- a metal plate e.g., chromium steel having a thickness D between 0.5 and 2 mm is used as the venting member 100.
- a metal plate e.g., chromium steel
- Such a metal plate can be processed in the required manner by punching or slitting so that on the one hand the punching slots 102 and on the other hand, the recesses 106 are formed with the dimensions already given above.
- the term "punching” is used to describe a method in which a punching, cutting or slotting tool penetrates into the sheet material to produce the punching slots 102 there. When punching the Edge of the punching slots are trimmed, so as to produce the recesses 106 in one operation.
- the term “punching slot” is therefore not intended to be limited to slots made by classical stamping, but is intended to include slots made by cutting or slitting.
- a regular arrangement of the punching slots 102 is used with a line grid with a line spacing Z1 of 1 to 15 mm and with a column spacing of 1 to 10 mm.
- the column spacing preferably corresponds to the slot length L, as in FIG Figs. 5A and 5B can be seen.
- the column spacing may also be greater or smaller than the slot length L.
- the column spacing is between 0.5 times L and 2 times L.
- the punched slots 102 are preferably offset from each other as shown in the various figures. They can be arranged on "gap", as in Fig. 5B to recognize, but they can also partially overlap each other, as in Fig. 8 shown.
- the venting element 100 In order to make the ventilation element 100 visually appealing, it should be adjusted in color. Conventional painting processes and paints are not suitable, as there is a risk of adding the punched slots and thus adversely affecting the ventilation effect.
- the venting element 100 is therefore coated with a fine layer powder to prevent clogging.
- the ventilation element 100 can be formed as a flat plate or trough or trough-shaped.
- a flat plate is used as a ventilation element 100 is used.
- the Figures 2 and 4 are tray-shaped or trough-shaped embodiments shown.
- the two embodiments of the FIGS. 1A and 2 differ essentially only by the shape of the ventilation elements 100 from each other. All other elements can be identical or similar.
- the air supply takes place here through an air supply channel 21 with at least one toward the rear side 101 of the vent member 100 facing air nozzle 22. These elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air supply passage 21 and from there through the air nozzle (s) 22 in the Outflow box 20 can flow.
- the two embodiments of the FIGS. 3 and 4 differ substantially only by the shape of the ventilation elements 100 from each other.
- the air supply is constructed somewhat differently.
- the air supply here comprises a Anströmkasten 23 with an air duct 25 and at least one air nozzle 24. These elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air duct 25, for example laterally into the Anströmkasten 23 and from there through the air nozzle / n 24 in the Outflow box 20 can flow.
- these two embodiments behave similar to the embodiments of the FIGS. 1A and 2 ,
- the embodiments shown in addition to the advantages already mentioned also have the advantage that they offer a very good acoustic damping.
- the good acoustic damping results from the self-absorbing effect of the planar ventilation element 100 with punched slots 102.
- the ventilation devices 10 according to the invention provide better performance (air introduction with greater undertemperatures) by the use of the areal ventilation elements 100 (based on the square meter of the areal ventilation elements 100), it is possible to build significantly smaller-area ventilation outflow surfaces which nevertheless remain in a room 1 produce the same cooling effect as ventilation systems with a large-area ventilation outflow surface or conventional air inlets with air outlets. If a conventional ventilation system e.g. with a maximum undertemperature of 8K draft-free (acc. to SIA 382/1), a ventilation device with appropriate slitting of the ventilation element can already feed approx. twice the power (low temperature 16 K) into the room without pulling.
- Such ventilation devices 10 can be used in the ceiling, wall and floor area of a room 1.
- planar ventilation elements 100 can be used as an element of a cooling ceiling with activation, ie with water cooling, or as an element of a ventilation device 10, as described.
- Ventilators have already brought a significant improvement, there is still a need to effectively air-condition even large rooms with the smallest possible cooling devices without causing disturbing drafts.
- Such ventilation devices should be used not only in the ceiling, wall and floor area but also in corner areas.
- the supply air flow dissolves substantially perpendicular to the surface of the ventilation element and generates a high induction effect by entrainment of laterally nachströmenden room air.
- high throw lengths can be achieved and at the same time, probably by the small-scale change of nozzle-like high-speed out of the slots outflowing incoming air and between nachfliessender, swirled room air, drafts are avoided.
- the limits mentioned below between 100 and 150 Pa pressure difference should not be exceeded.
- a ventilation device which, in the installed state, has a planar ventilation element with air passage openings which faces in the direction of the space, wherein a discharge box is arranged on a rear side of the ventilation element which is opposite to the spatial direction is provided with an air supply for supplying an air flow and the ventilation element in a known manner has a plurality of slots arranged in rows and columns slots as air passage openings.
- the slots each have a slot length (L) of 2 to 20 mm and a slot width (W) of 0.1 to 0.8 mm, preferably from 0.2 to 0.6 mm;
- the line spacing (Z1), ie the distance between the non-offset lines, is 1 mm to 15 mm.
- the offset can be of the order of approximately 1 to 2 slot lengths.
- the slot lengths and slot widths of the offset lines in the areas as indicated above may be different or equal to the dimensions of the slots in the non-offset lines.
- the column grid (S1), ie the distance between the columns, in particular between the columns of the same row height is 0.5 x L to 2 x L, ie 1 to 20 mm.
- the column spacings are preferably the same on both sides. Adjacent columns with staggered rows can be arranged flush or overlapping.
- the ventilation element comprises at least one active surface area O A and at least one inactive surface area O I and for at least one characteristic dimension x A , for example the length, width, height, diameter, etc. of the active surface area O A : 3 L ⁇ x A ⁇ 50 L . preferred 4 L ⁇ x A ⁇ 35 L ,
- Under active surface area O A here is a ventilation-active surface area, ie a surface with a grid as mentioned above, in the air can flow through the slot grid, while in inactive surface areas O I of the slot grid either covered or not provided from the outset. Similar or also the same dimensions of a characteristic dimension x I can be set for the inactive surface area: 3 L ⁇ x A ⁇ 50 L . preferred 4 L ⁇ x I ⁇ 35 L ,
- the characteristic dimensions of the active surface area O A and the inactive surface area O I were determined in the examples: 6 mm ⁇ (O A or O I ) ⁇ 1000 mm, preferably 8 mm ⁇ (O A or O I ) ⁇ 350 mm.
- the grid should comprise at least three rows and three columns, but preferably at least 4 rows and 4 columns. Therefore, the minimum width of each active element should have an appropriate width.
- the rear side of the ventilation element can have a regular arrangement of depressions as described above, which are formed in the spatial direction with respect to the level of a rear plane (E) of the ventilation element.
- the surface of the ventilation element may be flat, cylindrical or prismatic. Under zylinderisch and prismatic here only partially cylindrical or partially prismatic trained surfaces are understood, as for example. For the use of so-called Eckschern, i. For example, quarter-cylinder ventilation devices that are used in a room corner, find use. With regard to the prismatic forms, reference should be made in particular to advantageous embodiments with regular hexagons or octagons or their semi- or quarter-prismatic embodiments.
- the surface of the ventilation element may comprise alternately arranged active surface areas (O A ) and inactive surface area (O I ). Examples of these are strip-shaped, wave-shaped or checkerboard-like arrangements. Alternatively, multiple active surface areas (O A ) or multiple inactive surface areas (O I ) may be distributed in an inactive or active field on the surface of the vent element. For example. As rectangles or rhombohedron arranged active or inactive surface areas in an inactive or active field as circles, ellipses, three, four or other polygons, for example.
- the ratio of the active surface areas (O A ) to the inactive surface area (O I ) can be as follows: 0.2 ⁇ O A / O I ⁇ 0.6 . preferred 12:25 ⁇ O A / O I ⁇ 12:55
- the device may be at least partially or as a whole cylindrical or prismatic, with each other in a direction of a cylinder or prism axis cylindrical or prismatic active surface areas (O A ) of the ventilation element (100) alternate with cylindrical or prismatic inactive surface areas the height h A is the characteristic size of the active surface area and the height h I is the characteristic size of the inactive surface area.
- This embodiment is suitable, for example, for columnar, vertical or, for example, also for tubular devices which are installed parallel to a ceiling.
- the height of the cylindrical or prism-shaped active surface area can be 60 to 180 mm, preferably 100 to 140 mm. In the case of small heights of the cylinder-shaped or prism-shaped surface areas, these are also referred to below as annular or as rings.
- an at least partially or as a whole cylindrical or prismatic device formed at least one cylinder segment or at least one prism segment of the surface of the ventilation element a continuous, or interrupted only at greater intervals active and / or a corresponding inactive surface area (O A , O I ) ,
- active and inactive surface areas can advantageously be used here be arranged along the circumference, parallel to the cylinder or prism axis.
- the slot grid can be formed substantially on the entire surface of the ventilation element, which, as is familiar to the expert, edge areas, for example, be excluded for processing reasons, and the inactive surface areas (O I ) of the ventilation element can be formed by planar covers.
- the cover can be formed by a sheet of foil or a paint covering the slots and in principle be mounted on the inside or the room side facing the room side of the ventilation element.
- the sheet or foil may be glued or, in particular, simply clamped when attached to the inside.
- the cover may comprise an elastic, completely or partially cylindrical or wholly or partially prismatic curved foil or sheet, which is clamped or glued to the ventilation element in the device which is at least partially cylindrical or partially prismatic, for example.
- the ventilation element may comprise a metal plate with a thickness (D) of between 0.5 and 2 mm, or be manufactured as a whole from such a metal plate.
- the material may, for example, a sheet, for example. From electrolytically galvanized (ECG), stainless steel or aluminum.
- the slots can be introduced into the material as mentioned above, whereby a ratio (V) of the punch slot circumference (U) to the punch slot surface (F) is, for example, between 2.7 and 22 can.
- the free cross section (FQ) per unit area of the active surface O A of the ventilation element can be in the range of 1 to 20%, preferably in the range of 2 to 10%.
- each punched slot can be surrounded by a depression and / or depressions can be provided between the punching slots, in each case on the side of the ventilation element facing the outflow box.
- At least one further row of slots can be arranged between the rows of the grid in a half line spacing Z1 / 2.
- the slots of the further line can be offset relative to the x-axis, preferably being arranged offset symmetrically with respect to the slots of the two immediately adjacent lines.
- the slots of the rows and the slots of the further rows form an overlapping, flush or spaced-apart arrangement of columns.
- the slots of the further line can each have a slot length (L) between 2 and 10 mm and a slot width (W) between 0.1 and 0.8 mm and also have the same geometry as the slots of the adjacent rows.
- the air supply of the ventilation device may comprise an air supply channel with at least one pointing in the direction of the rear of the ventilation element air nozzle, said elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air supply channel and from there through the at least one air nozzle can flow into the outflow box.
- the ventilation device can also be a Anströmkasten with air duct and at least as stated above an air nozzle, wherein these elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air duct in the Anströmkasten and from there through the at least one air nozzle can flow into the outflow box.
- Anströmkasten and / or Abströmkasten may also be cylindrical or prismatic in cylinder or prism-shaped ventilation devices.
- a larger diameter / circumference cylinder or prismatic exhaust box may include a smaller diameter / circumference cylinder or prism shaped inflow case.
- the present invention also includes a ventilator having a plurality of ventilation devices as set forth above.
- the present invention also encompasses a method for operating a ventilation device or a ventilation device as explained above, the device having an air throughput of 100 to 2000 m 3 / h, preferably 500 to 1400 m 3 / h per square meter of active area is operated.
- the device can be operated with a pressure difference between the inside facing the outflow box and the space facing the outside of the planar ventilation element, wherein the pressure difference in a range of 17 to 150 Pa, thereby preferably adjusted from 20 to 100 Pa.
- the induction number ie the ratio of the entrained secondary air quantity to the imported primary air quantity in the near field, for example at a distance of 800 mm from the Surface, in particular of a central region of an active surface of the ventilation unit can be adjusted from 5 to 20, preferably from 10 to 15, which corresponds to a very high value.
- the temperature quotient between the temperature of the supply air and the temperature of the mixed air (from room and supply air) was determined at a distance of 800 mm and related to the volume flow.
- inventive ventilation devices are particularly well suited for constant continuous operation. Good controllability can be achieved if, for example, a ventilation device comprising several ventilation devices is operated in such a way that, depending on the desired ventilation requirement, individual ventilation devices are switched on or off.
- the invention includes all here not explicitly mentioned in examples combinations of individual features that are disclosed only in connection with another embodiment, as long as such a combination would not be recognized from the outset as contrary to the skilled person. Likewise, the invention also relates to corresponding combinations of an inventive feature with one of CH 702 748 characteristic inherited as state of the art.
- the experiments were carried out in a large-scale laboratory with 3'350 mm room height and a base area of 4'200 x 6'500 mm, and filmed with a video camera.
- a ventilation pipe with a length of two meters and a diameter of 200 mm was mounted horizontally to the ceiling at a suspension height H (ie the distance between the center of the pipe and the ceiling).
- the room temperature was set at about 26 ° C, the supply air by about 5 K lower.
- the supply air flow was regulated with an iris diaphragm (nominal diameter 125 mm) at the inlet air inlet of the pipe. In position 1, the iris diaphragm is completely 100% open.
- the other details given in the table relate to the following information: The test number; the suspension height; in each case from the ceiling to the center of the pipe / axis, measured in millimeters; the covered, in this case masked area (area in m 2 ); the additional area covered by bridges or sockets; the free area; the corresponding surface load in m 3 / (h * m 2 ), which results from the likewise indicated volume flow V '(in m 3 / h) of the supply air; the setting of the iris diaphragm; the supply air T ZUL and the room temperature T room in ° C; the difference temperature ⁇ T between space and supply air in K; the pressure difference ⁇ P ST between the overpressure inside the pipe and in the room; the measurement heights for measuring the air velocity in space measured in cm from the floor level of the test room; and the corresponding air speeds V AIR in mm / s (mean over 180 seconds).
- a substantially vertically downwardly directed flow L6 forms, which spreads laterally only in the bottom area, which can cause noticeable drafts both under the ventilation and in the floor area.
- velocities of between 185 and 300 mm / s were measured at a height of 180 cm at a measuring tree positioned below the pipe 10 at a distance from the pipe axis. The distance was set so that the measuring tree stood in a previously determined by flue gas tests area of the largest cold air drop (highest flow velocity). Tests numbered 1, 2, 6, 7 and 9 refer to such an experimental setup.
- the room air is thereby entrained by the supply air as indicated by the arrows L8 and L8 '.
- This mixture of supply air and room air then sinks over a large surface area relatively low speed.
- the flow rate in 180 cm height is clear, for example. From 210 to 140 mm / s (see experiment 8 to experiment with the prior art arrangement in experiment 7) or, for example. From 300 to a range between 110 and 200 mm / s (compare Experiments 11, 12, 13, to prior art experiment in experiment 9).
- Fig. 10A shows the schematic flow pattern of a columnar, vertical ventilation device 10 of the prior art, determined in a cloud chamber, in which the major part of the cylindrical surface is designed as an active surface O A with a slot grid as described above.
- a tree-shaped flow pattern L4 which develops here symmetrically around the device. Details for such a test with a 2 m high column with 200 mm diameter are Table 3, Experiment 16, the geometric arrangement of the Figures 16 refer to.
- the ventilation arrangement 10 consists of a base plate 26, a 150 mm high base 27, the columnar ventilation element 100 set thereon and the air supply not shown here.
- the flow rate measured at a distance of half a meter from the tube, at 130 and 180 cm, is very low at 30 mm / s, see the column "Air velocity in the room", and thus the ventilation is inadequate. Due to the relatively rapid drop in this much cooler, poorly mixed supply air, can also develop at a relatively low ventilation performance as perceived as unpleasant pulling behavior near the ground, despite the ventilation effect in the rest of the room is very low.
- FIG. 10B schematically shows the flow pattern of a columnar, vertical ventilation device 10 according to the invention, in which cylindrical active and inactive surface areas O A , O I are annularly arranged in alternating sequence.
- the nozzle effect of the slot grid under otherwise identical experimental conditions significantly increased, thereby, in combination with the corresponding geometric dimensions, in particular the active surface areas O A , the supply air L5 completely and substantially perpendicular to the active cylinder surface O A replaces and at the same time entrains room air in the form of a vortex flow L6 from the adjacent areas.
- the heights of the cylinders with active and inactive surface h A and h I can be considered.
- any tubular venting device the use of a venting element (100) having a plurality of alternately arranged annular or semi-annular active and inactive surface areas has proven to be advantageous in operation.
- a greater pressure difference between the interior of the tube and the environment can be built, which allows the occurrence of a spray effect with increased throw and induction and also a greater cooling / heating capacity.
- FIGs. 11A to 11C Further examples of the distribution of surfaces, especially for large-area ventilation devices with a total area, for example, greater than 1 or 2 m 2 , are in Figs. 11A to 11C shown.
- Fig. 11C an arrangement circular active surface area O A in an inactive field O I of a planar ventilation element 100, which may be formed in a plane or, for example, as a quarter, half or full cylinder.
- the diameter d A can be considered.
- a characteristic size of the inactive surface can be considered unspecified diameter (double arrow) of the dashed, inserted between the active surfaces circle.
- the indication of a characteristic size or dimension x I for the inactive surface area can only be advantageous if the area of the ventilation element in the direction of both surface coordinates is greater than the characteristic size or dimension x A of the active surface area. In particular, greater than twice the dimension x A of the active surface area.
- Fig. 11B shows a corresponding ventilation element 100 with alternately strip-shaped active and inactive surface areas O A and O I with corresponding characteristic dimensions b A , b I.
- Fig. 11C shows a checkerboard-like arrangement, but in which the inactive surface areas O I in two directions are strip-shaped continuously formed and form intersecting, here orthogonal corridors through which the room air can flow particularly easily in the direction of the active surface areas O A. This allows the induction effect above all else be further improved with large-area ventilation elements 100.
- Characteristic dimensions here are the side length (s) s A of the active area O A and the corridor width (n) s I of the inactive areas O I.
- corridor width are the corridor width
- Fig. 12 shows a further tubular inventive ventilation device 10 in which the inactive surface areas O I of the ventilation element 100 are formed in a continuous strip in two directions and form intersecting corridors.
- the ventilation device hangs horizontally under a ceiling.
- Such a design is advantageous in the case of larger pipe diameters, for example from 300 mm and / or large temperature differences, between supply air and room air (for example .gtoreq.3 K), in particular given a corresponding under temperature of the supply air and greater cooling capacity.
- the slot grid are covered or not executed in the lower part of the tube, which results in a more favorable distribution of the supply air, in particular a supply air with low temperature compared to the room air.
- such tubes can also be formed as vertical columns, wherein the inactive to the tube axis parallelel surface, depending on the site eg. In several narrower strips distributed over the circumference can be arranged.
- the slots can also be inclined with respect to the surface of the ventilation element either vertically or, as often unavoidable for manufacturing reasons, slightly in (ie angle slightly less than 90 degrees) or counter (ie angle slightly greater than 90 degrees) the axially directed Hauptstömungsoplasty (for example, in a range of 0 to 10 degrees, ie, for example, 80 to 110 degrees from the surface).
- the orientation of the slit turret generally plays a lesser role in box-shaped venting devices, especially if they additionally have a flow-in box 23, which already diverts the airflow from a pipe axis-parallel alignment in the direction of the inner surface of the venting element.
- a flow-in box 23 which already diverts the airflow from a pipe axis-parallel alignment in the direction of the inner surface of the venting element.
- an undesired flat or even surface-parallel exit of the supply air into the space may occur Detachment of the air flow difficult and the ventilation performance deteriorates markedly. In particular, this causes a smaller throw and lower induction.
- the characteristic dimension x I in this case the width b I of the stripes of the inactive surface O I, can be selected in a range from 500 to 1000 mm, while the width of the active surface area O A is selected in a range of 8 to 350 mm.
- the active still, for example, as detailed above, be interrupted by inactive areas. Table 2 Vers.Nr. Suspension height tube axis mm Abgekl. Area O I m 2 Additionally dil.
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Abstract
Lüftungsvorrichtung (10) zur Montage in einem Raum (1), wobei die Lüftungsvorrichtung (10) im montierten Zustand ein in Raumrichtung gewandtes flächiges Lüftungselement (100) mit Luftdurchtrittsöffnungen aufweist und wobei ein Abströmkasten (20) auf einer der Raumrichtung entgegengesetzten Rückseite (101) des Lüftungselements (100) mit einer Luftzufuhr (21, 22; 23, 24, 25) zum Zuführen eines Luftstroms vorgesehen ist und das Lüftungselement (100) eine Mehrzahl von, in einem Zeilen (109) und Spalten (110) umfassenden Raster angebrachten Schlitzen (102) als Luftdurchtrittsöffnungen aufweist und die Schlitze (102) je eine Schlitzlänge (L) zwischen 2 und 10 mm und eine Schlitzweite (W) zwischen 0,1 und 0,8 mm haben, wobei der Zeilenraster (Z1) 1 mm bis 15 mm und der Spaltenraster (S1) 0.5 x L bis 2 x L ist, wobei das Lüftungselement (100) zumindest einen aktiven Oberflächenbereich (O A ) und zumindest einen inaktive Oberflächenbereich (O I ) umfasst und für zumindest eine kennzeichnende Abmessung x A des aktiven Oberflächenbereichs (O A ) gilt: 3 L ¤ x A ¤ 50 L .Ventilation device (10) for installation in a room (1), the ventilation device (10) having, in the installed state, a flat ventilation element (100) facing in the spatial direction and having air passage openings, and with an outflow box (20) on a rear side (101) opposite the spatial direction the ventilation element (100) is provided with an air supply (21, 22; 23, 24, 25) for supplying an air flow and the ventilation element (100) has a plurality of slots arranged in a grid comprising rows (109) and columns (110). (102) as air passage openings and the slits (102) each have a slit length (L) between 2 and 10 mm and a slit width (W) between 0.1 and 0.8 mm, the line grid (Z1) being 1 mm to 15 mm and the column grid (S1) is 0.5 x L to 2 x L, the ventilation element (100) comprising at least one active surface area (O A ) and at least one inactive surface area (O I ) and for at least one characteristic Ab measurement x A of the active surface area (O A ) applies: 3 L ‰¤ x A ‰¤ 50 L .
Description
Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, eine Lüftungseinrichtung mit solchen Lüftungsvorrichtungen nach Anspruch 23, sowie eine Verfahren zum Betreiben einer solchen Lüftungsvorrichtung gemäss Anspruch 24.The invention relates to a ventilation device according to
Unter Induktion wird der Anteil der Raumluft verstanden, der durch die mittels der Lüftungsvorrichtung zugeführten Primärluftströmung mitbewegt bzw. mitgerissen wird. Dabei bedeutet eine Induktionszahl von 10, dass z.B. 1 m3 Primarluftströmung um den Faktor 10 mehr, also 10 m3 Raumluft bewegt. Eine bessere Durchmischung der Raumluft wird erzielt, wenn die Induktionszahl der Lüftungsvorrichtung möglichst gross ist. Auf der anderen Seite sollten Normen (z.B. die Schweizer SIA-Norm 382/1, entspricht EN 13779) eingehalten werden, um z.B. die Zugfreiheit einer solchen Lüftungsvorrichtung zu gewährleisten.Induction is understood to mean the proportion of room air which is entrained or entrained by the primary air flow supplied by means of the ventilation device. In this case, an induction number of 10 means that, for example, 1 m 3 primary air flow by a factor of 10 more, ie 10 m 3 room air moves. A better mixing of the room air is achieved if the induction number of the ventilation device is as large as possible. On the other hand, standards (eg the Swiss SIA standard 382/1, corresponding to EN 13779) should be adhered to in order, for example, to guarantee the freedom of movement of such a ventilation device.
Die zulässige Raumluftgeschwindigkeit nach SIA-Norm 382/1 beträgt bei 50% Luftfeuchte je nach Raumtemperatur zwischen ca. 120 m/s bei 20 °C und ca. 170 m/s bei 26 °C.The permissible room air velocity according to SIA standard 382/1 at 50% humidity, depending on the room temperature, is between approx. 120 m / s at 20 ° C and approx. 170 m / s at 26 ° C.
Unter Flächenbelastung wird der Volumenstrom der Zuluft pro Zeit und durchströmter aktiver Fläche in m3/(h.m2) verstanden.The term "surface load" is understood to mean the volume flow of the supply air per time and the active surface area through which it flows in m 3 / (hm 2 ).
Unter einer aktiven Fläche wird eine durchgängig mit einem wie unten näher beschriebenen Schlitzmuster, insbesondere Schlitzraster versehene und dadurch luftdurchlässige Fläche eines Lüftungselements verstanden.Under an active area is a continuous with a slot pattern as described in more detail below, in particular Slot grid provided and thus air-permeable surface of a ventilation element understood.
Inaktive Flächen sind luftundurchlässige Flächenbereiche eines Lüftungselements in denen das Schlitzmuster entweder abgedeckt, verschlossen oder nicht vorhanden ist.Inactive areas are air-impermeable areas of a ventilation element in which the slot pattern is either covered, closed or missing.
Unter Wurfweite wird hier der übliche Begriff in der Klimatechnik verstanden, nämlich der Abstand von der Austrittsöffnung, bei dem die Zuluft- bzw. dort meist bereits Mischluftströmung auf eine Geschwindigkeit von 0.25 m/s abgebremst ist.The term "throw distance" is understood here to mean the usual term in air conditioning technology, namely the distance from the outlet opening, at which the supply air or there already mostly mixed air flow is braked to a speed of 0.25 m / s.
Bei physikalischen Zusammenhänge, die bei der Auslegung einer Lüftungslösung mit Ventilationslöchern eine Rolle spielen, bestehen komplexe Wirkzusammenhänge. Deshalb stellt sich die Aufgabe, entsprechende Lösungen anzubieten, die effizient und trotzdem kostengünstig sind. Ausserdem geht es darum eine möglichst grosse Kühlleistung pro Raumvolumen bereitzustellen ohne gleichzeitig störende Zugserscheinungen zu verursachen.In physical relationships, which play a role in the design of a ventilation solution with ventilation holes, there are complex interactions. That's why the task is to offer appropriate solutions that are efficient and still cost-effective. In addition, it is important to provide the largest possible cooling capacity per room volume without at the same time causing disturbing draft phenomena.
Die Erfindung baut auf den Erkenntnissen der
- Die Stärke und Richtung des Luftstroms, der in einen rückwärtigen Abströmkasten geführt wird, hat einen Einfluss auf die Stärke der einzelnen feinen Primärluftströmungen, die durch Luftdurchtrittsöffnungen eines Lüftungselements austreten.
- Es scheint besser zu sein, wenn dieser Luftstrom nach dem Eintritt in den Abströmkasten erst eine Umlenkung oder Ablenkung erfährt, um möglichst entlang der Rückseite des Lüftungselements zu "fliessen", bevor der Durchtritt durch die Luftdurchtrittsöffnungen in Richtung des Raumes erfolgt.
- Beim Durchtritt durch die Luftdurchtrittsöffnungen in Richtung des Raumes wird durch Induktion von dem Primärluftstrom an jedem der Luftdurchtrittsöffnungen ein Sekundärluftstrom induziert. Hier hat sich gezeigt, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen der gesamten Kantenlänge (Umfang) einer Luftdurchtrittsöffnung, der Fläche dieser Luftdurchtrittsöffnung und der Induktionswirkung. Es wurde ermittelt, dass eine kreisförmige Luftdurchtrittsöffnung ein ungünstigeres Verhältniss von Umfang zur Fläche aufweist als ein Schlitz.
- Ausserdem wurde festgestellt, dass es eine Rolle spielt, wie gross der sogenannte freie Querschnitt pro Flächeneinheit des Lüftungselements ist. Wenn der freie Querschnitt pro Flächeneinheit zu gross ist, dann tritt der Luftstrom aus dem Abströmkasten nahezu ungehindert und mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit durch die Luftdurchtrittsöffnungen hindurch. Bei einem zu kleinen freien Querschnitt pro Flächeneinheit tritt eine unerwünschte Stauwirkung im Abströmkasten ein. Optimal ist ein freier Querschnitt, der im Bereich zwischen 3 und 20% liegt.
- Eine bessere Durchmischung der Raumluft wird erzielt, wenn die Induktionszahl der Lüftungsvorrichtung möglichst gross ist. Auf der anderen Seite sollten Normen (z.B. die Schweizer SIA Norm 382/1) eingehalten werden, was z.B. die Zugfreiheit einer solchen Lüftungsvorrichtung anbelangt.
- Weiterhin spielt die Leistung der Lüftungsvorrichtung eine grosse Rolle, da die Leistung im Prinzip einen direkten Zusammenhang zur Wirtschaftlichkeit und zu den Kosten einer Lüftungsvorrichtung hat.
- The strength and direction of the air flow, which is guided into a rear outflow box, has an influence on the strength of the individual fine primary air flows, which emerge through air passage openings of a ventilation element.
- It seems to be better, if this air flow after entering the discharge box first undergoes a deflection or deflection in order to "flow" as far as possible along the back of the ventilation element, before the passage through the air passage openings in the direction of the room.
- When passing through the air passage openings in the direction of the space, a secondary air flow is induced by induction of the primary air flow at each of the air passage openings. Here it has been shown that there is a relationship between the total edge length (circumference) of an air passage opening, the surface of this air passage opening and the induction effect. It has been found that a circular air passage has a more unfavorable ratio of perimeter to area than a slot.
- In addition, it was found that it plays a role, what is the so-called free cross-section per unit area of the ventilation element. If the free cross section per unit area is too large, then the air flow from the discharge box passes through the air passage openings almost unhindered and at low flow rate. If the free cross section per unit area is too small, an undesirable accumulation effect occurs in the outflow box. Is optimal a free cross-section ranging between 3 and 20%.
- A better mixing of the room air is achieved if the induction number of the ventilation device is as large as possible. On the other hand, standards (eg the Swiss SIA standard 382/1) should be complied with, for example concerning the freedom of draft of such a ventilation device.
- Furthermore, the performance of the ventilation device plays a major role, since the performance in principle has a direct relationship to the economy and the cost of a ventilation device.
Zunächst werden Einzelheiten und Vorteile dieses Standes der Technik anhand von Ausführungsbeispielen und teilweise mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Alle Figuren sind schematisiert und nicht maßstäblich, und entsprechende konstruktive Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn sie im Einzelnen unterschiedlich gestaltet sind. Es zeigen:
-
Fig. 1A eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Standes der Technik, die einen Abströmkasten und ein flächiges Lüftungselement umfasst; -
Fig. 1B eine schematische Ausschnittsvergrösserung des Lüftungselements nachFig. 1A mit einem Stanzschlitz; -
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform, die einen Abströmkasten und ein wannen- oder trogförmiges Lüftungselement umfasst; -
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die einen Anströmkasten und einen Abströmkasten sowie ein flächiges Lüftungselement umfasst; -
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die einen Anströmkasten und einen Abströmkasten sowie ein wannen- oder trogförmiges Lüftungselement umfasst; -
Fig. 5A eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines Lüftungselements; -
Fig. 5B eine schematische Ausschnittsvergrösserung des Lüftungselements nachFig. 5A ; -
Fig. 6A eine schematische Schnittansicht eines Lüftungselements des Standes der Technik; -
Fig. 6B eine schematische Unteransicht des Lüftungselements nachFig. 6A ; -
Fig. 7A eine schematische Unteransicht eines weiteren Lüftungselements mit auf "Lücke" sitzenden Stanzschlitzen; -
Fig. 7B eine schematische Unteransicht eines weiteren Lüftungselements mit auf "Lücke" sitzenden Stanzschlitzen; -
Fig. 8 eine schematische Unteransicht eines weiteren Lüftungselements mit partiell überlappenden Stanzschlitzen.
-
Fig. 1A a schematic sectional view of a first embodiment of the prior art, which comprises an outflow box and a planar ventilation element; -
Fig. 1B a schematic enlarged detail of the ventilation element according toFig. 1A with a punched slot; -
Fig. 2 a schematic sectional view of a second embodiment comprising an outflow box and a trough or trough-shaped ventilation element; -
Fig. 3 a schematic sectional view of a third embodiment of the invention, a Anströmkasten and an outflow box and a planar ventilation element comprises; -
Fig. 4 a schematic sectional view of a fourth embodiment of the invention, comprising a Anströmkasten and an outflow box and a trough or trough-shaped ventilation element; -
Fig. 5A a schematic bottom view of a portion of a ventilation element; -
Fig. 5B a schematic enlarged detail of the ventilation element according toFig. 5A ; -
Fig. 6A a schematic sectional view of a ventilation element of the prior art; -
Fig. 6B a schematic bottom view of the ventilation element according toFig. 6A ; -
Fig. 7A a schematic bottom view of another ventilation element with sitting on "gap" punching slots; -
Fig. 7B a schematic bottom view of another ventilation element with sitting on "gap" punching slots; -
Fig. 8 a schematic bottom view of another ventilation element with partially overlapping punching slots.
Im Folgenden wird das dort gezeigte Prinzip anhand einer ersten Ausführungsform beschrieben, die in
Dabei geht es um Lüftungsvorrichtungen 10, die zur Montage in einem Raum 1 ausgelegt sind. Diese Lüftungsvorrichtungen 10 können zum Belüften, Klimatisieren und/oder Beheizen ausgelegt sein. Vorzugsweise handelt es sich um Lüftungsvorrichtungen 10 zum Klimatisieren, die eine Kühlwirkung im Raum 1 verursachen, indem ein Luftstrom L1 zugeführt wird, dessen Temperatur unterhalb der Temperatur der Raumluft im Raum 1 liegt.It is about
Die Lüftungsvorrichtung 10 umfasst im montierten Zustand ein in Raumrichtung gewandtes flächiges Lüftungselement 100 mit Luftdurchtrittsöffnungen. Das flächige Lüftungselement 100 kann sich parallel zu einer Raumdecke erstrecken. Ein Abströmkasten 20 ist bei dieser Ausführungsform auf einer der Raumrichtung entgegengesetzten Rückseite 101 des Lüftungselements 100 angeordnet. Im Inneren des Abströmkastens 20 ist eine Luftzufuhr 21, 22 zum Zuführen eines Luftstroms L1 vorgesehen. Das Lüftungselement 100 umfasst eine Mehrzahl von Stanzschlitzen 102, die als Luftdurchtrittsöffnungen dienen. Jeder der Stanzschlitze 102 hat eine Schlitzlänge L zwischen 2 und 10 mm und eine Schlitzweite W zwischen 0,1 und 0,8 mm, wie z.B. in
Die Rückseite 101 kann bei allen Ausführungsformen gleichmässig strukturiert sein. Zwei entsprechende Beispiele sind in den
- Bereiche in denen sich
Stanzschlitze 102, 102' befinden (in denFiguren 7A und 7B als schwarze Flächen gezeigt), - Vertiefung 106 (in den
Figuren 7A und 7B als weisse Flächen gezeigt), die vorzugsweise dieStanzschlitze 102, 102' umgeben, - Übergangsbereiche 105 (in den
Figuren 7A und 7B durch gestrichelte Umrandungslinien angedeutet), die jeweils den Übergang zwischen einerVertiefung 106 und einem in der (Haupt-)EbeneE liegenden Flächenabschnitt 107 kennzeichnen, und - Stege 104 (
auch Flächenabschnitte 107 genannt), die in der (Haupt-)Ebene E liegen.Die Flächenabschnitte 107, die quasi auf dem Normalniveau der (Haupt-)Ebene E liegen, sind in denFiguren 7A und 7B als schraffierte Fläche gezeigt.
- Areas in which punched
slots 102, 102 'are located (in theFIGS. 7A and 7B shown as black areas), - Well 106 (in the
FIGS. 7A and 7B shown as white areas), which preferably surround the punchingslots 102, 102 ', - Transition areas 105 (in the
FIGS. 7A and 7B indicated by dashed outline lines), each of which mark the transition between adepression 106 and a plane lying in the (main) planeE surface portion 107, and - Webs 104 (also called surface portions 107) lying in the (main) plane E.
The surface portions 107, which are virtually at the normal level of the (main) level E, are in theFIGS. 7A and 7B shown as hatched area.
Das Beispiel in
Das Beispiel in
Um die Verzögerung der Luftströmung L1 auf der Rückseite 101 weiter zu verbessern, d.h. um die Verweildauer der Luftströmung L1 zu vergrössern, kann zusätzlich zu den Vertiefungen 106 und/oder Senken 108 eine Matte (z.B. ein Vlies) auf dieser Rückseite 101 positioniert werden. Diese Matte kann lose in den Abströmkasten 20 gelegt oder auf der Rückseite 101 fixiert werden. Eine solche Matte kann in allen beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden. Diese Massnahmen führen alleine oder zusammen zu einer Vergrösserung der
"Oberflächenreibung" der Rückseite 101. Dadurch kann der Wärmeübergang, sprich der Wärmeaustausch, zwischen dem Lüftungslement 100 und der Luftströmung L1 verbessert werden. Einerseits wird die Luftströmung L1 etwas vorgewärmt, bevor sie in den Raum 1 eintritt, und andererseits wird dem Lüftungslement 100 Wärme entzogen.In order to further improve the delay of the air flow L1 on the back 101, ie to increase the residence time of the air flow L1, a mat (eg a nonwoven) can be positioned on this back 101 in addition to the
As a result, the heat transfer, that is to say the heat exchange, between the
Unter anderem hat die Stärke und die Richtung (hier beispielsweise senkrecht auf die Rückseite 101 gerichtet) des Luftstroms L1, der durch eine Luftzufuhr 21 in den rückwärtigen Abströmkasten 20 geführt wird, einen Einfluss auf die Stärke der einzelnen feinen Primärluftströmungen L2 (hier auch Einzelluftstöme genannt), die durch Luftdurchtrittsöffnungen 102 eines Lüftungselements 100 austreten. Eine Prinzipskizze ist in
Beim Durchtritt durch die Luftdurchtrittsöffnungen 102 in Richtung des Raumes R wird durch Induktion von dem Primärluftstrom L2 an jedem der Luftdurchtrittsöffnungen 102 ein Sekundärluftstrom L3 induziert, wie erwähnt. Hier hat sich gezeigt, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen der gesamten Kantenlänge (Stanzschlitzumfang: U) einer Luftdurchtrittsöffnung 102, der Stanzschlitzfläche F dieser Luftdurchtrittsöffnung 102 und der Induktionswirkung. Es zeigt sich, dass eine kreisförmige Luftdurchtrittsöffnung ein ungünstiges Verhältniss von Umfang zur Fläche aufweist.When passing through the
Es wurde bereits erwähnt, dass die Stanzschlitze 102, 102' eine Schlitzlänge L zwischen 2 und 10 mm und eine Schlitzweite W zwischen 0,1 und 0,8 mm aufweisen. Anhand der folgenden Tabelle 1 werden die Extremwerte, die sich aus diesen Bereichsangaben ergeben, einer kreisförmige Luftdurchtrittsöffnung mit gleicher Fläche gegenübergestellt.It has already been mentioned that the punching
Die beiden Extremfälle, die in der Tabelle gezeigt sind, lassen erkennen, dass bei der kleinstmöglichen Schlitzfläche F = 0,1 mm2 das Verhältnis R ca. doppelt so gross ist wie bei einer Kreisfläche mit demselben Flächeninhalt F = 0,1 mm2. Um genau zu sein entspricht das R des Stanzschlitzes 102 hier 1,96 mal dem R des Kreises. Bei der grösstmöglichen Schlitzfläche F = 8 mm2 ist das Verhältnis R ca. 2,15 mal so gross wie bei einer Kreisfläche mit demselben Flächeninhalt F = 8 mm2.
Die Vorrichtung 10 liefert bessere Ergebnisse, wenn der Luftstrom L1 nach dem Eintritt in den Abströmkasten 20 erst eine Umlenkung oder Ablenkung erfährt, um möglichst entlang der Rückseite 101 des Lüftungselements 100 zu "fliessen" (wie in
Hierbei ist wichtig, dass die Rückseite 101 nicht zu rau und nicht zu glatt ist. Vorzugsweise sind, wie in
Ausserdem wurde festgestellt, dass es eine Rolle spielt wie gross der sogenannte freie Querschnitt FQ pro Flächeneinheit des Lüftungselements 100 ist. Wenn der freie Querschnitt FQ pro Flächeneinheit zu gross ist, dann tritt der Luftstrom L1 aus dem Abströmkasten 20 nahezu ungehindert und mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit durch die Luftdurchtrittsöffnungen 102 hindurch. Bei einem zu kleinen freien Querschnitt FQ pro Flächeneinheit tritt eine unerwünschte Stauwirkung im Abströmkasten 20 ein. Optimal ist für die vorliegenden Erfindung ein freier Querschnitt FQ, der im Bereich zwischen 3 und 20% liegt. Bei der Ermittlung des freien Querschnitts pro Flächeneinheit werden Randflächen und anderen Flächen, die keine Stanzschlitze 102 aufweisen, nicht berücksichtigt. Bei dem in
Eine bessere Durchmischung der Raumluft wird erzielt, wenn die Induktionszahl der Lüftungsvorrichtung 10 möglichst gross ist. Auf der anderen Seite sollten Normen (z.B. die SIA Norm 382/1) eingehalten werden, was z.B. die Zugfreiheit einer solchen Lüftungsvorrichtung 10 anbelangt. Mit der bekannten Lüftungsvorrichtung 10 sind Induktionszahlen von bis zu 10 erreichbar, was bedeutet, dass z.B. 1 m3 Primärluftströmung L2 ca. um den Faktor 10 mehr Raumluft bewegt.A better mixing of the room air is achieved when the induction number of the
Weiterhin spielt die Leistung der Lüftungsvorrichtung 10 eine grosse Rolle, da die Leistung im Prinzip einen direkten Zusammenhang zur Wirtschaftlichkeit und zu den Kosten einer Lüftungsvorrichtung 10 samt aller Nebenaggregate hat.Furthermore, the performance of the
Besonders bewährt haben sich Lüftungsvorrichtungen 10, die mit einem Luftstrom L1 gespeist werden, der ein ΔT zwischen 2 und 10 Grad Celsius aufweist. Im vorliegenden Fall kann aber ΔT aber zwischen 4 und 12 Grad Celsius. Grössere ΔT-Werte können jedoch zu ungünstigen und unangenehmen Zugerscheinungen im Raum 1 führen.
Die Lüftungsvorrichtungen 10 sind vorzugsweise so dimensioniert und die Nebenaggregate so ausgelegt sind, dass eine Leistung von über 50 m3 /h pro m2 Fläche des Lüftungselements 100 erreicht wird, ohne dass ein ΔT vorgegeben werden muss, das grösser ist als 18 Grad Celsius.The
Vorzugsweise kommt dabei eine Metallplatte (z.B. Chromstahl) mit einer Dicke D zwischen 0,5 und 2 mm als Lüftungselement 100 zum Einsatz. Eine solche Metallplatte lässt sich in der erforderlichen Art und Weise durch Stanzen oder Schlitzen so bearbeiten, dass einerseits die Stanzschlitze 102 und andererseits die Vertiefungen 106 mit den bereits zuvor angegebenen Dimensionen ausgebildet werden.Preferably, a metal plate (e.g., chromium steel) having a thickness D between 0.5 and 2 mm is used as the venting
Vorliegend wird der Begriff "Stanzen" verwendet, um ein Verfahren zu umschreiben, bei dem ein Stanz-, Schneid- oder Schlitzwerkzeug in das flächige Material eindringt, um dort die Stanzschlitze 102 zu erzeugen. Beim Stanzen kann der Rand der Stanzschlitze besäumt werden, um somit die Vertiefungen 106 in einem Arbeitsgang zu erzeugen. Der Begriff "Stanzschlitz" soll daher nicht auf Schlitze beschränkt sein, die mit dem klassischen Stanzen hergestellt wurden, sondern er soll auch Schlitze umfassen, die durch Schneiden oder Schlitzen erzeugt wurden.In the present case, the term "punching" is used to describe a method in which a punching, cutting or slotting tool penetrates into the sheet material to produce the punching
Vorzugsweise kommt bei den verschiedenen Ausführungsformen eine regelmässige Anordnung der Stanzschlitze 102 mit einem Zeilenraster mit einem Zeilenabstand Z1 von 1 bis 15 mm und mit einem Spaltenabstand von 1 bis 10 mm zum Einsatz. Der Spaltenabstand entspricht vorzugsweise der Schlitzlänge L, wie in
Die Stanzschlitze 102 sind vorzugsweise gegeneinander versetzt angeordnet, wie in den verschiedenen Figuren gezeigt. Sie können auf "Lücke" angeordnet sein, wie in
Um das Lüftungselement 100 optisch ansprechend gestalten zu können, sollte es farblich angepasst werden. Konventionelle Lackierverfahren und Anstriche eignen sich nicht, da die Gefahr besteht, die Stanzschlitze zuzusetzen und damit die Lüftungswirkung empfindlich zu beeinträchtigen. Vorzugsweise wird das Lüftungselement 100 daher mit Feinschichtpulver beschichtet, um das Zusetzen zu verhindern.In order to make the
Anhand verschiedener Ausführungsformen wird gezeigt, dass das Lüftungselement 100 als ebene Platte oder wannen- bzw. trogförmig ausgebildet sein kann. In den
Die beiden Ausführungsformen der
Die beiden Ausführungsformen der
Die gezeigten Ausführungsformen haben neben den bereits genannten Vorteilen auch den Vorteil, dass sie eine sehr gute akustische Dämpfung bieten. Die gute akustische Dämpfung ergibt sich aus der selbstabsorbierenden Wirkung des flächigen Lüftungselements 100 mit Stanzschlitzen 102.The embodiments shown, in addition to the advantages already mentioned also have the advantage that they offer a very good acoustic damping. The good acoustic damping results from the self-absorbing effect of the
Dadurch, dass die Lüftungsvorrichtungen 10 gemäss Erfindung durch den Einsatz der flächigen Lüftungselemente 100 eine bessere Leistung (Lufteinführung mit grösseren Untertemperaturen) erbringen (bezogen auf den Quadratmeter der flächigen Lüftungselemente 100), können deutlich kleinflächigere Lüftungsabströmflächen gebaut werden, die in einem Raum 1 aber trotzdem dieselbe Kühlwirkung erzeugen wie Lüftungsanlagen mit grossflächigeren Lüftungsabströmfläche oder konventionelle Lufteinführungen mit Luftdurchlässen. Wenn eine konventionelle Lüftungsanlage z.B. mit einer maximalen Untertemperatur von 8K zugfrei (nach SIA 382/1) einführen kann, so kann eine Lüftungsvorrichtung mit entsprechender Schlitzung des Lüftungselements, bereits ca. die doppelte Leistung (Untertemperatur 16 K) zugfrei in den Raum einführen.Due to the fact that the
Solche Lüftungsvorrichtungen 10 lassen sich im Decken-, Wand- und Bodenbereich eines Raumes 1 einsetzen.
Die flächigen Lüftungselemente 100 lassen sich als Element einer Kühldecke mit Aktivierung, d.h. mit Wasserkühlung, oder als Element einer Lüftungsvorrichtung 10, wie beschrieben, einsetzen.The
Obwohl derartige Lüftungsvorrichtungen bereits eine deutliche Verbesserung gebracht haben, besteht weiterhin ein Bedarf mit möglichst kleinflächigen Kühlvorrichtungen auch grosse Räume wirksam zu klimatisieren ohne dabei störende Zugluft hervorzurufen. Solche Lüftungsvorrichtungen sollen sich nicht nur im Decken-, Wand- und Bodenbereich sondern auch in Eckbereichen einsetzen lassen.Although such ventilation devices have already brought a significant improvement, there is still a need to effectively air-condition even large rooms with the smallest possible cooling devices without causing disturbing drafts. Such ventilation devices should be used not only in the ceiling, wall and floor area but also in corner areas.
In breit angelegten Untersuchungen hat sich dabei völlig überraschend herausgestellt, dass, bei Verwendung entsprechend fein geschlitzter Lüftungselemente, eine grössere Leistung nicht zwingend mit einer grösseren aktiven Oberfläche zusammenhängt, sondern bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen bei einer Verkleinerung der aktiven Oberfläche eine höhere und trotzdem zugfreie Luftzufuhr erfolgen kann. Dies gelingt durch eine Anordnung von zumindest einer aktiven und zumindest einer inaktiven Oberfläche auf dem Lüftungselement in definiertem geometrischen Verhältnis wodurch mit deutlich höherer Flächenbelastung und Temperaturdifferenz (ΔT) gefahren werden kann ohne dabei störende Zugluft zu erzeugen. Wichtig scheint dabei zu sein, dass die aktiven Flächen (OA) bezüglich zumindest einer kennzeichnenden Abmessung, bspw. bezüglich der Breite eines sich über die Länge des Lüftungselements erstreckenden aktiven Oberflächenbereichs, nicht zu gross sind, so dass von den Seiten genügend Raumluft zur aktiven Oberfläche strömen kann. Erst durch einen solche Anordnung, dabei insbesondere bei grösseren Flächen durch einen Wechsel von aktiven und inaktiven Oberflächenbereichen, kann ein im Folgenden «Sprühen» genannter Effekt erreicht werden, der sich Einstellt, wenn die Druckdifferenz zwischen Abströmkasten und zu belüftenden Raum zumindest 17 bis 20 Pa beträgt. Dabei wurde festgestellt, dass es erst bei einem solchen Abströmkasten auf Grund der schmalen Schlitze und der durch zusätzliche inaktive Flächen begrenzten Austrittsfläche(n) bzw. inaktiven Flächen des Lüftungselements einerseits ein notwendiger Überdruck einfach einstellbar ist, und es durch das Zusammenspiel des Überdrucks, der Anordnung der aktiven und inaktiven Flächen sowie des Schlitzrasters auf den aktiven Flächen, auf der dem Raum zugewandten Seite des Lüftungselements zu einem sofortigen und vollständigen Ablösen der Strömung gerade in den Raum hinaus kommt, was hier bildlich als Sprühen bezeichnet wird. Auf Grund der Geometrie löst sich die Zuluftströmung dabei im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Lüftungselements und erzeugt einen hohen Induktionseffekt durch Mitreissen der seitlich nachströmenden Raumluft. Dabei können hohe Wurfweiten erzielt und gleichzeitig, vermutlich durch den kleinräumigen Wechsel von düsenartig mit hoher Geschwindigkeit aus den Schlitzen ausströmender Zuluft und dazwischen nachfliessender, verwirbelter Raumluft, Zugerscheinungen vermieden werden. Aus praktischen Gründen und um die bei allzu hoher Druckdifferenz dennoch auftretende Zugluft zu vermeiden sollten die weiter unten genannten Grenzen zwischen 100 bis 150 Pa Druckdifferenz aber nicht überschritten werden.In broad studies, it has surprisingly been found that when using appropriately finely slotted ventilation elements, a greater performance is not necessarily related to a larger active surface, but a higher and still draft-free air supply while maintaining certain conditions with a reduction of the active surface can. This is achieved by an arrangement of at least one active and at least one inactive surface on the ventilation element in a defined geometric relationship, whereby a significantly higher surface load and temperature difference (ΔT) can be used without producing disturbing drafts. It is important to note that the active surfaces (O A ) are not too large with respect to the width of an active surface area extending over the length of the ventilation element, so that sufficient room air from the sides becomes active Surface can flow. Only by such an arrangement, especially in larger areas by a change of active and inactive surface areas, an effect called "spraying" can be achieved, which adjusts itself when the pressure difference between outflow box and space to be ventilated is at least 17 to 20 Pa. It was found that it is only in such a flow box due to the narrow slots and limited by additional inactive surfaces exit surface (s) or inactive surfaces of the ventilation element on the one hand, a necessary overpressure is easily adjustable, and it by the interaction of the overpressure, the Arrangement of the active and inactive surfaces and the slot grid on the active surfaces, on the space-facing side of the ventilation element to an immediate and complete detachment of the flow just in the room also comes out, which is here referred to graphically as spraying. Due to the geometry, the supply air flow dissolves substantially perpendicular to the surface of the ventilation element and generates a high induction effect by entrainment of laterally nachströmenden room air. In this case, high throw lengths can be achieved and at the same time, probably by the small-scale change of nozzle-like high-speed out of the slots outflowing incoming air and between nachfliessender, swirled room air, drafts are avoided. For practical reasons and in order to avoid the draft air that nevertheless occurs when the pressure difference is too high, however, the limits mentioned below between 100 and 150 Pa pressure difference should not be exceeded.
Um dies zu verwirklichen wird eine Lüftungsvorrichtung verwendet, die im montierten Zustand ein in Raumrichtung gewandtes flächiges Lüftungselement mit Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, wobei ein Abströmkasten auf einer der Raumrichtung entgegengesetzten Rückseite des Lüftungselements mit einer Luftzufuhr zum Zuführen eines Luftstroms vorgesehen ist und das Lüftungselement in bekannter Weise eine Mehrzahl von in einem Zeilen und Spalten umfassenden Raster angebrachten Schlitzen als Luftdurchtrittsöffnungen aufweist. Die Schlitze habe dabei je eine Schlitzlänge (L) von 2 bis 20 mm und eine Schlitzweite (W) von 0,1 bis 0,8 mm, dabei bevorzugt von 0,2 bis 0,6 mm; Der Zeilenraster (Z1), d.h. der Abstand zwischen den nicht versetzten Zeilen, beträgt 1 mm bis 15 mm. Dabei kann zwischen jeweils zwei bezüglich der x-Richtung nicht versetzten Zeilen ca. im halben Abstand (Z1/2) eine bezüglich der Schlitzpositionen in Richtung der x-Achse versetzte Zeile eingefügt werden. Der Versatz kann dabei in der Grössenordnung von ca. 1 bis 2 Schlitzlängen liegen. Dabei liegen auch die Schlitzlängen und Schlitzweiten der versetzten Zeilen in dem wie oben angegebenen Bereichen können aber unterschiedlich oder gleich den Abmessungen der Schlitze in den nicht versetzten Zeilen ausgeführt sein. Der Spaltenraster (S1), d.h. der Abstand zwischen den Spalten, insbesondere zwischen den Spalten gleicher Zeilenhöhe beträgt dabei 0.5 x L bis 2 x L, d.h. 1 bis 20 mm. Die Spaltenabstände sind bevorzugt jeweils beidseitig gleich. Benachbarte Spalten mit versetzten Zeilen können dabei bündig oder überlappend angeordnet sein.In order to realize this, a ventilation device is used which, in the installed state, has a planar ventilation element with air passage openings which faces in the direction of the space, wherein a discharge box is arranged on a rear side of the ventilation element which is opposite to the spatial direction is provided with an air supply for supplying an air flow and the ventilation element in a known manner has a plurality of slots arranged in rows and columns slots as air passage openings. The slots each have a slot length (L) of 2 to 20 mm and a slot width (W) of 0.1 to 0.8 mm, preferably from 0.2 to 0.6 mm; The line spacing (Z1), ie the distance between the non-offset lines, is 1 mm to 15 mm. In this case, between each two with respect to the x-direction not offset lines approximately half the distance (Z1 / 2) with respect to the slot positions in the direction of the x-axis offset line are inserted. The offset can be of the order of approximately 1 to 2 slot lengths. In this case, the slot lengths and slot widths of the offset lines in the areas as indicated above may be different or equal to the dimensions of the slots in the non-offset lines. The column grid (S1), ie the distance between the columns, in particular between the columns of the same row height is 0.5 x L to 2 x L,
Das Lüftungselement umfasst erfindungsgemäss zumindest einen aktiven Oberflächenbereich OA und zumindest einen inaktive Oberflächenbereich OI und für zumindest eine kennzeichnende Abmessung xA, bspw. die Länge, Breite, Höhe, Durchmesser etc., des aktiven Oberflächenbereichs OA gilt:
Unter aktiven Oberflächenbereich OA wird hier ein lüftungsaktiver Oberflächenbereich, also eine Oberfläche mit einem wie oben erwähnten Raster verstanden, in dem Luft durch den Schlitzraster fliessen kann, während bei inaktiven Oberflächenbereiche OI der Schlitzraster entweder abgedeckt oder von vorneherein gar nicht vorgesehen ist. Auch für den inaktiven Oberflächenbereich können dabei ähnliche oder auch dieselben Abmessungen einer kennzeichnenden Abmessung xI eingestellt werden:
Für die kennzeichnenden Abmessungen des aktiven Oberflächenbereich OA und des inaktiven Oberflächenbereichs OI wurden im Rahmen der Beispiele folgenden Abmessungen, d.h. Breite eines Rechtecks, Seiten eines Quadrats, Durchmesser eines Kreises, Höhe einer Zylinderfläche ermittelt: 6 mm ≤ (OA bzw. OI) ≤ 1000 mm, dabei bevorzugt 8 mm ≤ (OA bzw. OI) ≤ 350 mm.For the characteristic dimensions of the active surface area O A and the inactive surface area O I , the following dimensions, ie width of a rectangle, sides of a square, diameter of a circle, height of a cylindrical surface were determined in the examples: 6 mm ≦ (O A or O I ) ≤ 1000 mm, preferably 8 mm ≤ (O A or O I ) ≤ 350 mm.
Der Raster sollte dabei zumindest drei Zeilen und drei Spalten, bevorzugt aber zumindest 4 Zeilen und 4 Spalten umfassen. Daher sollte die Mindestbreite jedes aktiven Elements eine entsprechende Breite aufweisen.The grid should comprise at least three rows and three columns, but preferably at least 4 rows and 4 columns. Therefore, the minimum width of each active element should have an appropriate width.
Die Rückseite des Lüftungselements kann dabei eine wie oben beschriebene regelmässige Anordnung von Vertiefungen aufweisen, die gegenüber dem Niveau einer rückwärtigen Ebene (E) des Lüftungselements in Raumrichtung ausgebildet sind.The rear side of the ventilation element can have a regular arrangement of depressions as described above, which are formed in the spatial direction with respect to the level of a rear plane (E) of the ventilation element.
Die Oberfläche des Lüftungselements kann eben, zylindrisch oder prismatisch ausgebildet sein. Unter zylinderisch und prismatisch werden hier auch nur teilzylindrisch bzw. teilprismatisch ausgebildete Oberflächen verstanden, wie sie bspw. für den Einsatz von sogenannten Eckquellen, d.h. bspw. viertelzylindrisch Lüftungsvorrichtungen, die in einer Raumecke eingesetzt werden, Verwendung finden. Bezüglich der prismatischen Formen sei hier insbesondere auf vorteilhafte Ausführungen mit regelmässigen Sechs- oder Achtecken bzw. deren halb- oder viertelprismatischen Ausführungsformen verwiesen.The surface of the ventilation element may be flat, cylindrical or prismatic. Under zylinderisch and prismatic here only partially cylindrical or partially prismatic trained surfaces are understood, as for example. For the use of so-called Eckquellen, i. For example, quarter-cylinder ventilation devices that are used in a room corner, find use. With regard to the prismatic forms, reference should be made in particular to advantageous embodiments with regular hexagons or octagons or their semi- or quarter-prismatic embodiments.
Die Oberfläche des Lüftungselements kann dabei im Wechsel angeordnete aktive Oberflächenbereiche (OA) und inaktive Oberflächenbereich (OI) umfassen. Beispiele dafür sind streifenförmige, wellenförmige oder schachbrettartige Anordnungen. Alternativ können mehrere aktive Oberflächenbereiche (OA) bzw. mehrere inaktive Oberflächenbereich (OI) in einem inaktiven bzw. aktiven Feld auf der Oberfläche des Lüftungselements verteilte sein. Bspw. als Kreise, Ellipsen, Drei-, Vier- oder andere Vielecke, bspw. Rechtecke oder Rhomboeder angeordnete aktive bzw. inaktive Oberflächenbereiche in einem inaktiven bzw. aktiven Feld.The surface of the ventilation element may comprise alternately arranged active surface areas (O A ) and inactive surface area (O I ). Examples of these are strip-shaped, wave-shaped or checkerboard-like arrangements. Alternatively, multiple active surface areas (O A ) or multiple inactive surface areas (O I ) may be distributed in an inactive or active field on the surface of the vent element. For example. As rectangles or rhombohedron arranged active or inactive surface areas in an inactive or active field as circles, ellipses, three, four or other polygons, for example.
Das Verhältnis des aktive Oberflächenbereiche (OA) zum inaktive Oberflächenbereich (OI) kann dabei wie folgt sein:
Die Vorrichtung kann dabei zumindest teilweise oder als Ganzes zylindrisch oder prismatisch ausgebildet sein, wobei sich einander in einer Richtung einer Zylinder- oder Prismenachse zylinder- oder prismenförmige aktive Oberflächenbereiche (OA) des Lüftungselements (100) mit zylinder- oder prismenförmigen inaktiven Oberflächenbereichen abwechseln wobei die Höhe hA die kennzeichnende Grösse des aktiven Oberflächenbereichs und die Höhe hI die charakteristische Grösse des inaktiven Oberflächenbereichs ist. Diese Ausführung eignet sich bspw. für säulenförmige, stehende oder bspw. auch für rohrförmige Vorrichtungen, die parallel zu einer Decke eingebaut werden. Die Höhe des zylinder- oder prismenförmige aktive Oberflächenbereichs kann dabei 60 bis 180 mm, bevorzugt 100 bis 140 mm betragen. Bei kleinen Höhen der zylinder- oder prismenförmigen Oberflächenbereiche werden diese im Folgenden auch ringförmig oder als Ringe bezeichnet.The device may be at least partially or as a whole cylindrical or prismatic, with each other in a direction of a cylinder or prism axis cylindrical or prismatic active surface areas (O A ) of the ventilation element (100) alternate with cylindrical or prismatic inactive surface areas the height h A is the characteristic size of the active surface area and the height h I is the characteristic size of the inactive surface area. This embodiment is suitable, for example, for columnar, vertical or, for example, also for tubular devices which are installed parallel to a ceiling. The height of the cylindrical or prism-shaped active surface area can be 60 to 180 mm, preferably 100 to 140 mm. In the case of small heights of the cylinder-shaped or prism-shaped surface areas, these are also referred to below as annular or as rings.
Alternativ kann eine wiederum zumindest teilweise oder als Ganzes zylindrisch oder prismatisch ausgebildete Vorrichtung zumindest ein Zylindersegment oder zumindest ein Prismensegment der Oberfläche des Lüftungselements einen durchgehenden, oder nur in grösseren Abständen unterbrochenen aktiven und/oder einen entsprechenden inaktiven Oberflächenbereich (OA, OI) aufweisen. Bei grösseren Durchmessern, können hier vorteilhaft mehrere alternierende aktive und inaktive Oberflächenbereiche entlang dem Umfang, parallel zur Zylinder- bzw. Prismenachse angeordnet sein.Alternatively, an at least partially or as a whole cylindrical or prismatic device formed at least one cylinder segment or at least one prism segment of the surface of the ventilation element a continuous, or interrupted only at greater intervals active and / or a corresponding inactive surface area (O A , O I ) , For larger diameters, several alternating active and inactive surface areas can advantageously be used here be arranged along the circumference, parallel to the cylinder or prism axis.
Das Schlitzraster kann dabei im Wesentlichen auf der ganzen Fläche des Lüftungselements ausgebildet sein, wobei, wie für den Fachmann geläufig, Randbereiche bspw. aus bearbeitungstechnischen Gründen ausgenommen sein, und die inaktiven Oberflächenbereiche (OI) des Lüftungselements durch flächige Abdeckungen gebildet sein können.The slot grid can be formed substantially on the entire surface of the ventilation element, which, as is familiar to the expert, edge areas, for example, be excluded for processing reasons, and the inactive surface areas (O I ) of the ventilation element can be formed by planar covers.
Die Abdeckung kann durch ein Blatt eine Folie oder eine die Schlitze abdeckende Lackierung gebildet werden und grundsätzlich auf der Innenseite oder der dem Raum zugewandten Raumseite des Lüftungselements angebracht sein. Das Blatt oder die Folie kann dabei geklebt oder insbesondere bei einer Anbringung auf der Innenseite lediglich geklemmt sein. So kann die Abdeckung eine elastische ganz- oder teilzylindrische bzw. ganz- oder teilprismatisch gebogene Folie oder Blatt umfassen, welches in der bspw. zumindest teilzylindrisch oder teilprismatisch ausgebildeten Vorrichtung an das Lüftungselements geklemmt oder/und geklebt ist.The cover can be formed by a sheet of foil or a paint covering the slots and in principle be mounted on the inside or the room side facing the room side of the ventilation element. The sheet or foil may be glued or, in particular, simply clamped when attached to the inside. Thus, the cover may comprise an elastic, completely or partially cylindrical or wholly or partially prismatic curved foil or sheet, which is clamped or glued to the ventilation element in the device which is at least partially cylindrical or partially prismatic, for example.
Grundsätzlich kann in allen Ausbildungsformen das Lüftungselement eine Metallplatte mit einer Dicke (D) zwischen 0,5 und 2 mm umfassen bzw. als Ganzes aus einer solchen hergestellt sein. Das Material kann bspw. ein Blech, bspw. aus elektrolytisch verzinktem (EVZ), rostfreien Stahl oder aus Aluminium sein. Die Schlitze können dabei wie oben erwähnt in das Material eingebracht werden, wobei ein Verhältnis (V) von Stanzschlitzumfang (U) zu Stanzschlitzfläche (F) bspw. zwischen 2,7 und 22 liegen kann. Der freie Querschnitt (FQ) pro Flächeneinheit der aktiven Fläche OA des Lüftungselements kann dabei im Bereich von 1 bis 20%, bevorzugt im Bereich von 2 bis 10% liegen. Des Weiteren kann jeder Stanzschlitz von einer Vertiefung umgeben und/oder Vertiefungen zwischen den Stanzschlitzen, jeweils auf der dem Abströmkasten zugewandten Seite des Lüftungselements vorgesehen sein.In principle, in all embodiments, the ventilation element may comprise a metal plate with a thickness (D) of between 0.5 and 2 mm, or be manufactured as a whole from such a metal plate. The material may, for example, a sheet, for example. From electrolytically galvanized (ECG), stainless steel or aluminum. The slots can be introduced into the material as mentioned above, whereby a ratio (V) of the punch slot circumference (U) to the punch slot surface (F) is, for example, between 2.7 and 22 can. The free cross section (FQ) per unit area of the active surface O A of the ventilation element can be in the range of 1 to 20%, preferably in the range of 2 to 10%. Furthermore, each punched slot can be surrounded by a depression and / or depressions can be provided between the punching slots, in each case on the side of the ventilation element facing the outflow box.
Des Weiteren kann zwischen den Zeilen des Rasters in einem halben Zeilenabstand Z1/2 zumindest eine weitere Zeile von Schlitzen angeordnet sein. Die Schlitze der weiteren Zeile können bezüglich der x-Achse versetzt, dabei bevorzugt gegenüber den Schlitzen der beiden unmittelbar benachbarten Zeilen symmetrisch versetzt angeordnet sein. Dabei können die Schlitze der Zeilen und die Schlitze der weiteren Zeilen eine überlappende, bündige oder voneinander beabstandete Anordnung von Spalten bildet. Die Schlitze der weiteren Zeile können dabei je eine Schlitzlänge (L) zwischen 2 und 10 mm und eine Schlitzweite (W) zwischen 0,1 und 0,8 mm haben und dabei auch dieselbe Geometrie wie die Schlitze der benachbarten Zeilen aufweisen.Furthermore, at least one further row of slots can be arranged between the rows of the grid in a half line spacing Z1 / 2. The slots of the further line can be offset relative to the x-axis, preferably being arranged offset symmetrically with respect to the slots of the two immediately adjacent lines. In this case, the slots of the rows and the slots of the further rows form an overlapping, flush or spaced-apart arrangement of columns. The slots of the further line can each have a slot length (L) between 2 and 10 mm and a slot width (W) between 0.1 and 0.8 mm and also have the same geometry as the slots of the adjacent rows.
Die Luftzufuhr der Lüftungsvorrichtung kann dabei einen Luftzufuhrkanal mit mindestens einer in Richtung der Rückseite des Lüftungselements weisenden Luftdüse umfassen, wobei diese Elemente der Luftzufuhr so angeordnet sind, dass ein Luftstrom durch den Luftzufuhrkanal und von dort durch die mindestens eine Luftdüse in den Abströmkasten strömen kann.The air supply of the ventilation device may comprise an air supply channel with at least one pointing in the direction of the rear of the ventilation element air nozzle, said elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air supply channel and from there through the at least one air nozzle can flow into the outflow box.
Alternativ kann die Lüftungsvorrichtung auch einen wie oben ausgeführten Anströmkasten mit Luftkanal und mindestens einer Luftdüse umfassen, wobei diese Elemente der Luftzufuhr so angeordnet sind, dass ein Luftstrom durch den Luftkanal in den Anströmkasten und von dort durch die mindestens eine Luftdüse in den Abströmkasten strömen kann. Anströmkasten und/oder Abströmkasten können bei zylinder- oder prismenförmigen Lüftungseinrichtungen gleichfalls zylinder- oder prismenförmige ausgebildet sein. Bspw. kann ein zylinder- oder prismenförmiger Abströmkasten mit grösserem Durchmesser/Umfang einen zylinder- oder prismenförmigen Anströmkasten mit kleinerem Durchmesser/Umfang enthalten.Alternatively, the ventilation device can also be a Anströmkasten with air duct and at least as stated above an air nozzle, wherein these elements of the air supply are arranged so that an air flow through the air duct in the Anströmkasten and from there through the at least one air nozzle can flow into the outflow box. Anströmkasten and / or Abströmkasten may also be cylindrical or prismatic in cylinder or prism-shaped ventilation devices. For example. For example, a larger diameter / circumference cylinder or prismatic exhaust box may include a smaller diameter / circumference cylinder or prism shaped inflow case.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Lüftungseinrichtung mit mehreren wie oben ausgeführten Lüftungsvorrichtungen.The present invention also includes a ventilator having a plurality of ventilation devices as set forth above.
Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer wie oben erläuterten Lüftungsvorrichtung bzw. einer Lüftungseinrichtung, wobei die Vorrichtung mit einem Luftdurchsatz von 100 bis 2000 m3/h, dabei bevorzugt von 500 bis 1400 m3/h pro Quadratmeter aktiver Fläche betrieben wird.Furthermore, the present invention also encompasses a method for operating a ventilation device or a ventilation device as explained above, the device having an air throughput of 100 to 2000 m 3 / h, preferably 500 to 1400 m 3 / h per square meter of active area is operated.
Bei einem solchen Verfahren kann die Vorrichtung mit einer Druckdifferenz zwischen der dem Abströmkasten zugewandten Innenseite und der dem Raum zugewandten Aussenseite des flächigen Lüftungselements betrieben werden, wobei die Druckdifferenz in einem Bereich von 17 bis 150 Pa, dabei bevorzugt von 20 bis 100 Pa eingestellt wird.In such a method, the device can be operated with a pressure difference between the inside facing the outflow box and the space facing the outside of the planar ventilation element, wherein the pressure difference in a range of 17 to 150 Pa, thereby preferably adjusted from 20 to 100 Pa.
Die Induktionszahl, d.h. das Verhältnis der mitgerissenen Sekundärluftmenge zur eingeführten Primärluftmeng im Nahfeld, bspw. in einem Abstand von 800 mm von der Oberfläche, insbesondere von einem mittleren Bereich einer aktiven Oberfläche der Lüftungseinheit kann von 5 bis 20, dabei bevorzugt von 10 bis 15, eingestellt werden, was einem sehr hohen Wert entspricht. Zur Ermittlung der Induktionszahl wurde der Temperaturquotient zwischen der Temperatur der Zuluft und der Temperatur der Mischluft (aus Raum- und Zuluft) in einem Abstand von 800 mm ermittelt und mit dem Volumensstrom in Beziehung gesetzt.The induction number, ie the ratio of the entrained secondary air quantity to the imported primary air quantity in the near field, for example at a distance of 800 mm from the Surface, in particular of a central region of an active surface of the ventilation unit can be adjusted from 5 to 20, preferably from 10 to 15, which corresponds to a very high value. To determine the induction coefficient, the temperature quotient between the temperature of the supply air and the temperature of the mixed air (from room and supply air) was determined at a distance of 800 mm and related to the volume flow.
Auf Grund des verhältnismässig hohen notwendigen Mindestdurchsatzes um die entsprechende Druckdifferenz ein- und damit den gewünschten Sprüheffekt sicherzustellen, sind erfindungsgemässe Lüftungsvorrichtungen besonders gut für den konstanten Dauerbetrieb geeignet. Eine gute Regelbarkeit kann dabei erzielt werden wenn bspw. eine mehrere Lüftungsvorrichtungen umfassende Lüftungseinrichtung so betrieben wird, dass je nach gewünschtem Lüftungsbedarf einzelne Lüftungsvorrichtungen dazu oder weggeschaltet werden.Due to the relatively high required minimum throughput to the corresponding pressure difference and thus ensure the desired spray effect, inventive ventilation devices are particularly well suited for constant continuous operation. Good controllability can be achieved if, for example, a ventilation device comprising several ventilation devices is operated in such a way that, depending on the desired ventilation requirement, individual ventilation devices are switched on or off.
Es sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung alle auch hier nicht ausdrücklich in Beispielen angeführte Kombinationen einzelner Merkmale umfasst die nur im Zusammenhang mit einem anderen Ausführungsbeispiel offenbart werden, solange eine solche Kombination für den Fachmann nicht von vorneherein als sinnwidrig erkannt würde. Desgleichen bezieht sich die Erfindung auch auf entsprechende Kombinationen eines erfindungsgemässen Merkmals mit einem aus der
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die
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Fig. 9A eine schematische Schnittansicht einer rohrförmigen Lüftungsvorrichtung des Standes der Technik; -
Fig. 9B und 9C jeweils eine schematische Schnittansicht einer rohrförmigen erfindungsgemässen Lüftungsvorrichtung; -
Fig. 10A eine schematische Ansicht einer säulenförmigen Lüftungsvorrichtung des Standes der Technik; -
Fig. 10B eine schematische Ansicht einer säulenförmigen erfindungsgemässen Lüftungsvorrichtung; -
Fig. 11A bis 11C verschiedene schematische Ausführungsformen eines flächigen Lüftungselements für eine Lüftungsvorrichtung; -
Fig. 12 eine schematische Ausführung einer rohrförmigen Lüftungsvorrichtung mit einer zylindersegmentförmigen und mehreren ringförmigen inaktiven Oberflächen; -
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer rohrförmigen Lüftungsvorrichtung mit ringförmigen aktiven und inaktiven Oberflächen; -
Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel einer rohrförmigen Lüftungsvorrichtung mit einer zylindersegmentförmigen und mehreren ringförmigen inaktiven Oberflächen; -
Fig. 15-19 verschiedene Ausführung von säulenförmigen Lüftungsvorrichtung mit ring- oder zylinderförmigen aktiven bzw. inaktiven Oberflächen;
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Fig. 9A a schematic sectional view of a tubular ventilation device of the prior art; -
Figs. 9B and 9C in each case a schematic sectional view of a tubular ventilation device according to the invention; -
Fig. 10A a schematic view of a columnar ventilation device of the prior art; -
Fig. 10B a schematic view of a columnar inventive ventilation device; -
Figs. 11A to 11C various schematic embodiments of a planar ventilation element for a ventilation device; -
Fig. 12 a schematic embodiment of a tubular ventilation device with a cylinder-segment-shaped and a plurality of annular inactive surfaces; -
Fig. 13 an embodiment of a tubular ventilation device with annular active and inactive surfaces; -
Fig. 14 an embodiment of a tubular ventilation device with a cylinder-segment-shaped and a plurality of annular inactive surfaces; -
Fig. 15-19 various embodiment of columnar ventilation device with annular or cylindrical active or inactive surfaces;
Zwischen jeweils zwei in Spalten ausgerichteten Zeilen war dabei, wie bei allen Versuchen, analog zu
Die Versuche wurden in einem Grossraumlabor mit 3'350 mm Raumhöhe und einer Grundfläche von 4'200 x 6'500 mm, vorgenommen und mit einer Videokamera gefilmt. Dazu wurde ein Lüftungsrohr mit zwei Metern Länge und 200 mm Durchmesser in einer Abhänghöhe H (d.h. Abstand Rohrmitte zur Decke) waagrecht an der Decke montiert. Die Raumtemperatur wurde mit ca. 26°C, die Zuluft um ca. 5 K tiefer eingestellt. Mit einer Iris-Blende (Nennweite 125 mm) am Zulufteinlass des Rohrs wurde der Zuluftstrom reguliert. Dabei ist in Position 1 die Irisblende vollständig zu 100 % geöffnet. Der entsprechende Volumenstrom V'ZUL stellt sich darauf in Abhängigkeit der Temperaturen von Zuluft und Raumluft und dem Abluftvolumen V'ABL, auf den hier nicht näher eingegangen wird, ein. Weitere Details zu den durchgeführten Versuchen mit horizontal unter der Decke aufgehängtem Rohr können der Tabelle 2, sowie bezüglich der geometrischen Anordnung der freien und verdeckten Flächen den
Dabei stellten sich heraus, dass es bei einem Rohr 10 mit im Wesentlichen vollständig aktiver zylindrischer Oberfläche, sich zunächst, wie in
Alternativ dazu wurde bei Versuchen 3, 4 ,5 ,8 ,10, 11, 12 und 13 die untere Hälfte des Zylinders mit einer Folie, analog zu
In den Versuchen 11 und 12 wurde, wie in
Bei den Versuch 20 wurde statt einer Abdeckung eines oder mehrerer Kreissegmente eines Rohrs, mit denselben Abmessungen wie in den vorhergehenden Versuchen, eine Vielzahl im Wesentlichen ringförmiger inaktiver Oberflächen durch Abkleben der Oberfläche des Lüftungselements 100 erzeugt. Dabei wurden wie in
Ähnlich wie zu Versuch 20 ist auch, wie in
Demgegenüber wird in
Weitere Versuche mit etwas unterschiedlichen Geometrien zeigen
Die Geometrie des Rasters wurde, wie oben beschrieben gewählt. Lediglich die Schlitzöffnung waren dabei, anders als bei den in Tabelle 2 angegebenen Versuchen, bezüglich der Oberfläche des Lüftungselements leicht entgegen die axiale Hauptströmungsrichtung des Rohrs geneigt.The geometry of the grid was chosen as described above. Only the slot opening were, unlike the experiments indicated in Table 2, slightly inclined with respect to the surface of the ventilation element against the axial main flow direction of the tube.
Die Ergebnisse des Versuchs 17 mit einem säulenförmigen Lüftungselement mit durchgehende aktiver Oberfläche in der oberen Hälfte und durchgehend inaktiver Oberfläche in der unteren Hälfte, wie in
Dem hingegen bieten wie in den
Des Weiteren erübrigt sich ganz allgemein bei üblichen Rohrdimensionen das Vorsehen eines Anströmkastens, vielmehr genügt es hier, je nach Rohrlänge die Stromzuführung von einer Seite oder bspw. T-förmig von der Mitte her vorzusehen, so, dass sich eine achsenparallele Hauptströmung im Inneren des Rohrs einstellt von dem die durch das Schlitzmuster weggeführten Teilströmungen seitlich abzweigen, wobei das Rohr gleichzeitig den Ausströmkasten bildet. Alternativ kann insbesondere bei grossen Durchmessern auch ein bspw. entlang der Rohrachse oder im Bereich eines Segments mit inaktiver Oberfläche angeordneter Anströmkasten vorgesehen sein.Furthermore, it is generally unnecessary to provide a flow box with conventional pipe dimensions, but rather it suffices, depending on the pipe length, to provide the power supply from one side or, for example, a T-shape from the center, so that there is an axis-parallel main flow in the interior of the pipe adjusts from which branched away by the slot pattern partial flows branch off laterally, wherein the tube simultaneously forms the outflow box. Alternatively, in particular with large diameters, it is also possible to provide an inflow box arranged, for example, along the tube axis or in the region of a segment with an inactive surface.
Anzumerken ist, dass in keinem Fall mit einer durchgehen aktiven Oberfläche ein vergleichbares günstiges Verhalten erzielt werden konnte auch wenn höhere Druckdifferenzen und / oder Flächenbelastungen eingestellt wurden (siehe bspw. Versuch 16). Offensichtlich trägt die richtige Einstellung des Verhältnisses der aktiven zur inaktiven Fläche und die Anordnungsgeometrie, d.h. die Anordnung der aktiven und inaktiven Flächen insbesondere bei grossflächigen Lüftungsvorrichtungen wesentlich zur Ausbildung eines günstigen Strömungsbildes im Raum bei.It should be noted that in no case could a comparable favorable behavior be achieved with a continuous active surface even if higher pressure differences and / or surface loads were set (see, for example, Experiment 16). Obviously, the correct adjustment of the ratio of the active to the inactive surface and the arrangement geometry, ie the arrangement of the active and inactive surfaces, contributes in particular to large areas Ventilation devices essential to the formation of a favorable flow pattern in the room.
Anzumerken ist, dass für alle Versuche dieselbe Basislüftungsvorrichtung verwendet wurde deren zylindrisches Lüftungselement 100 ein w.o. beschriebenes Schlitzraster mit parallel zur Zylinderachse ausgerichteten Schlitzen aufweist. Der Unterschied im Strömungsverhalten bei sonst gleichen Versuchsparametern ergab sich somit nur aus der unterschiedlichen Abdeckung / Anordnung der aktiven bzw. inaktiven Oberflächen, die hier lediglich aus praktischen Gründen durch ein äusseres Abkleben verschiedener Oberflächenbereiche mit Klebefolie erfolgte.It should be noted that the same basic ventilation device was used for all experiments whose cylindrical ventilation element 100 a w.o. has described slot grid with aligned parallel to the cylinder axis slots. The difference in the flow behavior with otherwise identical experimental parameters thus resulted only from the different coverage / arrangement of the active or inactive surfaces, which took place here merely for practical reasons by external masking of different surface areas with adhesive film.
Allgemein kann angemerkt werden, dass bei beliebigen rohrförmigen Lüftungsvorrichtungen die Verwendung eines Lüftungselements (100) das mehrere abwechselnd angeordnete ring- oder teilringförmige aktive und inaktive Oberflächenbereiche aufweist, sich im Betrieb als vorteilhaft erwiesen hat. Damit kann eine grössere Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Rohrs und der Umgebung aufgebaut werden, was das Auftreten eines Sprüheffekt mit erhöhter Wurfweite und Induktion und zusätzlich eine grössere Kühl-/Heizleistung ermöglicht. Dies gilt nicht nur für kreisförmige, zylindrische oder polyedrische Rohquerschnitte, sondern auch für entsprechende Halb- oder Viertelrohrquerschnitte, wie sie bspw. für Lüftungsvorrichtung verwendet werden die an einer Wand, oder einer Ecke des Raumes betrieben werden können.In general, it may be noted that in any tubular venting device, the use of a venting element (100) having a plurality of alternately arranged annular or semi-annular active and inactive surface areas has proven to be advantageous in operation. Thus, a greater pressure difference between the interior of the tube and the environment can be built, which allows the occurrence of a spray effect with increased throw and induction and also a greater cooling / heating capacity. This applies not only to circular, cylindrical or polyhedral raw cross sections, but also to corresponding half or quarter pipe cross sections, as used, for example, for ventilation device which can be operated on a wall or a corner of the room.
Weitere Beispiele für die Aufteilung von Oberflächen, insbesondere für grossflächige Lüftungsvorrichtungen mit einer Gesamtfläche bspw. grösser als 1 oder 2 m2, sind in
So zeigt
Ganz allgemein ist es bei Rohren auf Grund eines sich im Rohrinneren durch den Volumensstrom ausbildenden höheren dynamischen Druck vorteilhaft die Schlitzmuster so auszubilden, dass diese quer, insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung stehen, da dadurch eine rasche Ablösung der Strömung von der Rohroberfläche in den Raum hinein, bspw. im Wesentlichen senkrecht zur äusseren zum Raum gewandten Oberfläche des Lüftungselements 100, erleichtert wird. Die Schlitze können dabei auch bezüglich der Oberfläche des Lüftungselements entweder senkrecht oder, wie oft aus fertigungstechnischen Gründen unvermeidbar, leicht in (d.h. Winkel etwas kleiner als 90 Grad) oder entgegen (d.h. Winkel etwas grösser als 90 Grad) die axial gerichtete Hauptstömungsrichtung geneigt sein (bspw. in einem Bereich von 0 bis 10 Grad, d.h. bspw. 80 bis 110 Grad gegenüber der Oberfläche).In general, it is advantageous for pipes to form the slot patterns in such a way that a higher dynamic pressure forms inside the tube due to the volume flow. that these are transversely, in particular perpendicular to the flow direction, since thereby a rapid detachment of the flow from the pipe surface into the space, for example, substantially perpendicular to the outer surface facing the space of the
Die Ausrichtung des Schlitzraters spielt bei kastenförmigen Lüftungsvorrichtung im allgemeinen eine geringere Rolle, insbesondere wenn diese zusätzlich einen Anströmkasten 23 aufweisen, der den Luftstrom bereits aus einer rohrachsenparallelen Ausrichtung in Richtung der inneren Oberfläche des Lüftungselements umleitet. Andererseits kann es bei rohr- oder säulenförmigen Lüftungselementen, oder ganz allgemein, bei im Wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Lüftungselements geführter Zuluftströmung und dazu paralleler Ausrichtung der Längsachse der Schlitze zu einem unerwünschten flachen oder sogar oberflächenparallelen Austritt der Zuluft in den Raum kommen, was ein Ablösen der Luftströmung erschwert und die Lüftungsleistung merklich verschlechtert. Insbesondere wird dadurch eine geringere Wurfweite und geringere Induktion verursacht.The orientation of the slit turret generally plays a lesser role in box-shaped venting devices, especially if they additionally have a flow-in
Bei ausschliesslich nach unten gerichteten Strömungen hat es sich als günstig erwiesen mehr und/oder grösserer Abstände zwischen den aktiven Oberflächenbereichen vorzusehen, d.h. den Anteil der inaktiven Oberfläche zu vergrössern. So kann beispielsweise bei streifenförmiger Anordnung der aktiven und inaktiven Oberflächen einer Kühldecke die kennzeichnende Abmessung xI, in diesem Fall die Breite bI der Streifen der inaktiven Oberfläche OI in einem Bereich von 500 bis 1000 mm gewählt werden, während die Breite des aktiven Oberflächenbereichs OA in einem Bereich von 8 bis 350 mm gewählt wird. Zusätzlich können die aktiven noch, beispielsweise wie oben näher ausgeführt durch inaktive Bereiche unterbrochen sein.
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