EP3853484A1 - Ventilationseinheit - Google Patents

Ventilationseinheit

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Publication number
EP3853484A1
EP3853484A1 EP19828996.9A EP19828996A EP3853484A1 EP 3853484 A1 EP3853484 A1 EP 3853484A1 EP 19828996 A EP19828996 A EP 19828996A EP 3853484 A1 EP3853484 A1 EP 3853484A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
fan
housing section
ventilation unit
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19828996.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus ENGERT
Daniel Conrad
Dimitri MEHLMEISTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Publication of EP3853484A1 publication Critical patent/EP3853484A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/545—Ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826—Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation

Definitions

  • the invention relates to a ventilation unit formed from at least one fan, a heat exchanger axially spaced from the fan and a housing.
  • the heat exchanger is arranged in a cuboid housing.
  • a fan with a round cross section is placed on the housing and sucks air through the housing as well as through the
  • Heat exchanger The transition from the housing, which is rectangular in cross section, to the round fan is fertilization and the pressure build-up is problematic because of high turbulence or eddies.
  • the invention is therefore based on the object of providing a ventilation unit which makes the flow more uniform and consequently improves the pressure build-up and reduces noise.
  • a ventilation unit comprising at least one fan, a heat exchanger axially spaced from the fan and a housing.
  • the housing has a first housing section with a constant flow cross-section, in which the heat exchanger is arranged.
  • the housing comprises a second housing section adjoining it in the axial flow direction, on which the fan is arranged and, during operation, air is arranged in the first housing section
  • Heat exchanger and through the second housing section promotes or sucks. It is provided that the flow cross-section of the second housing section in the flow direction from the first
  • Housing section to the fan is reduced by adapting the shape of housing wall sections of the second housing section.
  • the housing wall sections of the second housing section which are adapted in shape, adjoin the at least one fan and form flow guide surfaces which are aligned or assigned to the at least one fan.
  • the flow cross-section is defined by the axial cross-sectional area of the respective housing section perpendicular to the axis of rotation of the fan.
  • the adaptation of the flow channel through the housing of the ventilation unit by one pointing to the at least one fan Housing wall shape reduces the formation of eddies and turbulence during the transition from the housing into the at least one fan. The flow is evened out and the pressure build-up and the efficiency increase.
  • the ventilation unit provides that the second housing section defines a freely flowable suction space for the at least one fan.
  • the adaptation of the flow channel in the housing to the at least one fan is thus realized exclusively via the shape of the housing wall sections.
  • the housing wall sections of the second housing section preferably each extend along a plane, ie they run in a straight line as guide surfaces toward the fan.
  • the housing wall sections of the second housing section can also each have a curved profile shape and, for example, extend in an arc towards the fan, while the flow cross-section is reduced.
  • An embodiment of the ventilation unit is further characterized in that the second housing section has an outflow-side axial wall with an axial opening and the at least one fan is arranged on the axial opening at the axial opening.
  • the axial wall closes the housing on the side of the at least one fan. The air sucked in by the fan is therefore exclusively and completely guided through the axial opening into the fan.
  • the axial wall forms the end of the housing wall sections of the second housing section which are adapted in shape and which reduce the flow cross section toward the fan.
  • an embodiment of the ventilation unit is favorable, in which the first housing section receiving the heat exchanger, seen in axial section, has a rectangular shape with two identical or different side lengths and a suction passage pointing to the heat exchanger. knife of the at least one fan is smaller than each side length of the rectangular first housing section.
  • Housing wall sections of the second housing section are formed in sections obliquely tapering to an axis of rotation of the at least one fan.
  • two opposite housing wall sections are each identically shaped and run at the same angle towards the fan.
  • An alternative embodiment of the ventilation unit provides that flow inserts are arranged in the second housing section, which sections are inclined to an axis of rotation of the at least one fan and reduce the flow cross section of the second housing section in the direction of the at least one fan.
  • the flow inserts take over the reduction of the flow cross-section in the second housing section and serve as guide surfaces for the flow aligned to the fan.
  • the casing surface area can be formed identically both in the first and in the second housing section, since the shape of the flow channel is adjusted exclusively via the flow inserts.
  • the flow inserts are perforated baffles and a cavity formed between the housing and the baffles is filled with sound-absorbing material.
  • the ventilation units have a fluidic advantage It has been proven that a ratio of an axial length C of the second housing section extending in the direction of flow to the suction diameter D of the at least one fan is defined in a range, that is, 0.2 ⁇ C / D ⁇ 0.5.
  • the second housing section begins measured from the flow end of the heat exchanger.
  • an embodiment of the ventilation unit is advantageous in terms of flow technology, which is characterized in that the housing, seen in axial section, is rectangular with two identical or different side lengths X, Y, with a ratio of the side lengths X, Y compared to the intake diameter D of the at least a fan is set in a range that applies 1.1 ⁇ (X, Y) / D ⁇ 2.0, preferably
  • the ventilation unit is not limited to versions with only one fan. Solutions are also included in which two or more fans are arranged on the axial wall of the second housing section and are arranged axially parallel to one another. The cuboid housing sections are dimensioned longer on one side so that the two fans fit side by side. Otherwise, the features presented for the invention apply accordingly.
  • the fan is formed by a fan wheel surrounded by a flow-through fan housing, which determines the intake diameter.
  • Housing section has identical size. There is therefore a flow-free, edge-free transition between the housing and the fan.
  • Other advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures.
  • 1 shows an embodiment of a ventilation unit in a side view
  • FIG. 2 shows the embodiment of the ventilation unit according to FIG. 1 in a front view
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment of the ventilation unit according to FIG. 1 in a top view
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of a ventilation unit
  • FIG. 5 shows a diagram of the sound power in the course of the volume flow of the ventilation unit according to FIG. 1;
  • Fig. 6 is a diagram of the sound level! over the frequency of the
  • Ventilation unit according to FIG. 1.
  • the ventilation unit 1 comprises a housing 3 formed from the first housing section 4 and the second housing section 5 directly adjoining in the axial flow direction, to which the fan 2 is fastened.
  • the heat exchanger (not shown) is net angeord.
  • a housing part of the heat exchanger can also form the first housing section 4 of the housing 3.
  • the first housing section 4 and the immediately front part of the second housing section 5 have the same rectangular cross-sectional shape with the two side lengths X, Y and thus form a constant flow cross-section.
  • the housing wall sections 6, 6 ′ run inclinedly along a plane towards the axis of rotation of the fan 2 and thus reduce the flow cross section of the second housing section 5 in the flow direction towards the fan 2.
  • the housing wall sections 6, 6 'do not extend in a straight line along a plane, but at least in sections in an arc shape onto the fan 2.
  • the second housing section 5 provides a suction space for the fan 2 through which there is no obstacle, in which the sucked-in air is guided in the direction of the fan 2 via the housing wall sections 6, 6 ′.
  • the axial end of the housing 3 facing the fan 2 is closed with the axial wall 7, in which the axial opening 9 is provided in the center of the axis, on which the fan 2 is arranged and in operation sucks air axially through the housing 3 and thus through the heat exchanger blows out.
  • the fan 2 comprises a fan wheel 11 arranged in the fan housing 8.
  • the fan housing 8 is made in the form of a nozzle and determines the suction diameter D on the suction side, which is identical to the diameter of the axial opening 9 of the axial wall 7, but is smaller than the side lengths X and Y. . According to that shown in Figure 2
  • FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment of the ventilation unit 1 in a top view, comparable to FIG. 2. All of the features disclosed for the embodiment according to FIGS. 1-3 also apply accordingly to FIG. 4, except that two fans 2, 22 are arranged parallel to one another.
  • FIG. 5 the advantage of the ventilation unit 1 shown in FIGS. 1-3 with regard to the sound power SWL [dB] in the course of the volume flow V [m 3 / h] is shown in the diagram.
  • the sound power of the ventilation unit 1 is represented by curve 200, a comparison product without the inventive design of the second housing section 5 by curve 100.
  • FIG. 5 shows an alternative exemplary embodiment of the ventilation unit 1 in a top view, comparable to FIG. 2. All of the features disclosed for the embodiment according to FIGS. 1-3 also apply accordingly to FIG. 4, except that two fans 2, 22 are arranged parallel to one another.
  • FIG. 5 the advantage of the ventilation unit 1 shown in FIGS. 1-3 with regard to the sound power SWL [dB] in the course of the volume flow V [m 3
  • FIGS. 5 and 6 shows the two curves of the ventilation unit 1 (curve 200) and the comparison product (curve 100) with regard to the sound pressure SPL [dB] in the course of the frequency f [Flz].
  • the noise reduction is clearly above the entire course of the volume flow V and the frequency f can be determined. In particular with high volume flows, the sound power level is reduced considerably.
  • the side lengths are determined in a range of 0.5 ⁇ X / Y ⁇ 2.
  • the dimensions of the housing wall sections 6, 6 'and the extension drawn towards the fan 2 relative to the available space of the housing 3 is determined by the sizes a, b, c in relation to the sizes A, B and C.
  • the factors a, ⁇ and g and thus the geometry of the housing wall sections 6, 6 ' are preferably designed in relation to the suction diameter D of the fan 2, that applies 0.2 D ⁇ C ⁇ 0.5 D
  • the length extension c is determined in relation to the lengths a, b, that: d> ⁇ ⁇ g +] for 0 ⁇ g ⁇ 0.5
  • the specified size relationships expressly apply not only to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1-3, but generally to the second housing section 5.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilationseinheit (1) gebildet aus mindestens einem Ventilator (2), einem axial zum dem Ventilator (2) beabstandet angeordneten Wärmeübertrager und einem Gehäuse (3), wobei das Gehäuse (3) einen ersten Gehäuseabschnitt (4) mit konstanten Durchströmungsquerschnitt, in welchem der Wärmeübertrager angeordnet ist, und einen sich in axialer Strömungsrichtung daran anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt (5) aufweist, wobei der Ventilator (2) an dem zweiten Gehäuseabschnitt (5) angeordnet ist und im Betrieb Luft durch den im ersten Gehäuseabschnitt (4) angeordneten Wärmeübertrager und durch den zweiten Gehäuseabschnitt (5) fördert, und wobei sich der Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts (5) in Strömungsrichtung von dem ersten Gehäuseabschnitt (4) zu dem Ventilator (2) durch eine Anpassung der Form von Gehäusewandabschnitten (6, 6') des zweiten Gehäuseabschnitts (5) verringert.

Description

Ventilationseinheit
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Ventilationseinheit gebildet aus mindestens einem Ventilator, einem axial zum dem Ventilator beabstandet angeordneten Wärmeübertrager und einem Gehäuse.
Gattungsbildende Ventilationseinheiten sind aus dem Stand der Technik be- kannt. Dabei ist der Wärmeübertrager in einem quaderförmigen Gehäuse angeordnet. Ein Ventilator mit rundem Querschnitt ist auf das Gehäuse auf gesetzt und saugt Luft durch das Gehäuse sowie durch den
Wärmeübertrager. Der Übergang von dem im Querschnitt gesehen rechteckigen Gehäuse zu dem runden Ventilator ist hinsichtlich der Geräuschbil- düng und dem Druckaufbau problematisch, da hohe Turbulenzen bzw. Wirbel entstehen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ventilationseinheit bereit zu stellen, welche die Strömung vergleichmäßigt und mithin den Druckaufbau verbessert sowie die Geräuschbildung verringert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Ventilationseinheit gebildet aus mindestens einem Ventilator, einem axial zum dem Ventilator beabstandet angeordneten Wärmeübertrager und einem Gehäuse vorgeschlagen. Das Gehäuse weist einen ersten Gehäuseabschnitt mit konstantem Durchströmungsquerschnitt auf, in welchem der Wärmeübertrager angeordnet ist. Zudem umfasst das Gehäuse einen sich in axialer Strömungsrichtung daran anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt, an dem der Ventilator angeordnet ist und im Be- trieb Luft durch den im ersten Gehäuseabschnitt angeordneten
Wärmeübertrager und durch den zweiten Gehäuseabschnitt fördert bzw. saugt. Dabei ist vorgesehen, dass sich der Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts in Strömungsrichtung von dem ersten
Gehäuseabschnitt zu dem Ventilator durch eine Anpassung der Form von Gehäusewandabschnitten des zweiten Gehäuseabschnitts verringert. Die in der Form angepassten Gehäusewandabschnitte des zweiten, an den mindestens einen Ventilator angrenzenden Gehäuseabschnitts bilden dabei auf den mindestens einen Ventilator ausgerichtete bzw. zuweisende Strömungsleitflächen. Der Durchströmungsquerschnitt wird definiert durch die axiale Querschnittsfläche des jeweiligen Gehäuseabschnitts senkrecht zur Rotati onsachse des Ventilators.
Die Anpassung des Strömungskanals durch das Gehäuse der Ventilations einheit durch eine auf den mindestens einen Ventilator zuweisende Gehäusewandform reduziert die Wirbelbildung und Turbulenzen beim Übergang von dem Gehäuse in den mindestens einen Ventilator. Die Strömung wird vergleichmäßigt und der Druckaufbau sowie der Wirkungsgrad steigen.
In einer günstigen Ausführungsvariante ist bei der Ventilationseinheit vorge- sehen, dass der zweite Gehäuseabschnitt einen frei durchströmbaren An saugraum für den mindestens einen Ventilator bestimmt. Die Anpassung des Strömungskanals im Gehäuse auf den mindestens einen Ventilator hin wird somit ausschließlich über die Form der Gehäusewandabschnitte realisiert.
Vorzugsweise erstrecken sich die Gehäusewandabschnitte des zweiten Gehäuseabschnitts jeweils entlang einer Ebene, d.h. sie verlaufen geradlinig als Leitflächen auf den Ventilator zu. Alternativ können die Gehäusewandab schnitte des zweiten Gehäuseabschnitts jedoch auch jeweils eine gekrümmte Profilform aufweisen und sich beispielsweise bogenförmig auf den Ventilator hin erstrecken, während der Durchströmungsquerschnitts verringert wird. Ein Ausführungsbeispiel der Ventilationseinheit ist ferner dadurch gekenn zeichnet, dass der zweite Gehäuseabschnitt eine ausströmseitige Axialwand mit einer Axialöffnung aufweist und der mindestens eine Ventilator an der Axialöffnung auf die Axialwand aufgesetzt angeordnet ist. Die Axialwand verschließt das Gehäuse auf der Seite des mindestens einen Ventilators. Die von dem Ventilator angesaugt Luft wird mithin ausschließlich und vollständig durch die Axialöffnung in den Ventilator geführt. Dabei bildet die Axialwand den Abschluss der in der Form angepassten Gehäusewandabschnitte des zweiten Gehäuseabschnitts welche den Durchströmungsquerschnitt zum Ventilator hin verringern. Ferner ist eine Ausführung der Ventilationseinheit günstig, bei der der den Wärmeübertrager aufnehmende erste Gehäuseabschnitt im Axialschnitt gesehen rechteckig mit zwei gleichen oder unterschiedlichen Seitenlängen ausgebildet ist und ein dem Wärmeübertrager zuweisender Ansaugdurch- messer des mindestens einen Ventilators kleiner ist als jede Seitenlange des rechteckigen ersten Gehäuseabschnitts.
Die Ventilationseinheit ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
Gehäusewandabschnitte des zweiten Gehäuseabschnitts abschnittsweise schräg auf eine Rotationsachse des mindestens einen Ventilators zulaufend ausgebildet sind. Insbesondere sind dabei jeweils zwei gegenüberliegende Gehäusewandabschnitte identisch geformt und verlaufen im selben Winkel auf den Ventilator zu.
Eine alternative Ausführung der Ventilationseinheit sieht vor, dass in dem zweiten Gehäuseabschnitt Strömungseinsätze angeordnet sind, welche abschnittsweise schräg auf eine Rotationsachse des mindestens einen Ventila tors zulaufend ausgebildet sind und dabei den Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts in Richtung des mindestens einen Ventilators verringern. Dabei übernehmen die Strömungseinsätze die Verringerung des Durchströmungsquerschnitts im zweiten Gehäuseabschnitt und dienen als Leitflächen für die Strömung ausgerichtet auf den Ventilator. Die
Gehäusemantelfläche kann dabei sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Gehäuseabschnitt identisch gebildet werden, da die Anpassung der Form des Strömungskanals ausschließlich über die Strömungseinsätze er- folgt.
In einer Weiterbildung der Ventilationseinheit sind die Strömungseinsätze perforiert ausgebildete Leitbleche und ein zwischen dem Gehäuse und den Leitblechen gebildeter Hohlraum ist mit schallabsorbierendem Material gefüllt. Diese Lösung nutzt den Vorteil, dass zum einen die Strömung über die Leitbleche auf den mindestens einen Ventilator hingeleitet, zum anderen gleichzeitig zur Anpassung der Strömungsrichtung aktiv durch das schallab sorbierende Material die Geräuschentwicklung reduziert wird.
Generell hat sich für die Ventilationseinheiten strömungstechnisch als Vorteil erwiesen, dass ein Verhältnis einer sich in Strömungsrichtung erstreckenden Axiallänge C des zweiten Gehäuseabschnitts gegenüber dem Ansaugdurchmesser D des mindestens einen Ventilators in einem Bereich festgelegt ist, dass gilt 0,2<C/D<0,5. Der zweite Gehäuseabschnitt beginnt dabei ge- messen ab dem durchströmten Ende des Wärmeübertragers.
Ferner ist eine Ausführung der Ventilationseinheit strömungstechnisch vorteilhaft, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse im Axialschnitt gesehen rechteckig mit zwei gleichen oder unterschiedlichen Seiten längen X,Y ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis der Seitenlängen X, Y ge- genüber dem Ansaugdurchmesser D des mindestens einen Ventilators in einem Bereich festgelegt ist, dass gilt 1 ,1<(X,Y)/D<2,0, vorzugsweise
1 ,2<(X,Y)/D<1 ,8.
Die Ventilationseinheit ist nicht auf Ausführungen mit nur einem Ventilator beschränkt. Es sind auch Lösungen umfasst, bei denen zwei oder mehr Ven- tilatoren achsparallel zueinander an der Axialwand des zweiten Gehäuseabschnitts aufgesetzt angeordnet sind. Die quaderförmigen Gehäuseabschnitte sind auf einer Seite entsprechend länger zu dimensionieren, dass beide Ven tilatoren nebeneinander passen. Im Übrigen gelten jedoch die für die Erfindung vorgestellten Merkmale entsprechend. Der Ventilator wird gebildet durch ein Ventilatorrad umgeben von einem durchströmbaren Ventilatorgehäuse, welches den Ansaugdurchmesser bestimmt.
Bevorzugt ist eine Lösung, bei welcher der Ansaugdurchmesser des
Ventilatorgehäuses eine zur Axialöffnung der Axialwand des zweiten
Gehäuseabschnitts identische Größe aufweist. Somit gibt es einen strö mungstechnisch optimierten kantenfreien Übergang zwischen dem Gehäuse und dem Ventilator. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Ventilationseinheit in der Seiten ansicht;
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Ventilationseinheit gemäß Figur 1 in der Vorderansicht;
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der Ventilationseinheit gemäß Figur 1 in der Draufsicht;
Fig. 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Ventilationseinheit;
Fig. 5 ein Diagramm zur Schallleistung im Verlauf des Volumenstroms der Ventilationseinheit gemäß Figur 1 ;
Fig. 6 ein Diagramm zum Schallpege! im Verlauf der Frequenz der
Ventilationseinheit gemäß Figur 1.
In den Figuren 1 - 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Ventilationseinheit 1 in einer Seitenansicht, Vorderansicht und Draufsicht dargestellt. Die Ventilationseinheit 1 umfasst ein Gehäuse 3 gebildet aus dem ersten Gehäuseab- schnitt 4 und dem sich in axialer Strömungsrichtung unmittelbar anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt 5, an dem der Ventilator 2 befestigt ist. Im ersten Gehäuseabschnitt 4 ist der Wärmeübertrager (nicht gezeigt) angeord net. Alternativ kann auch ein Gehäuseteil des Wärmeübertragers den ersten Gehäuseabschnitt 4 des Gehäuses 3 bilden. Der erste Gehäuseabschnitt 4 und der sich unmittelbar vordere Teil des zweiten Gehäuseabschnitts 5 weisen dieselbe rechteckige Querschnittsform mit den beiden Seitenlängen X, Y auf und bilden somit einen konstanten Durchströmungsquerschnitt. Im zwei ten Gehäuseabschnitt 5 verlaufen die Gehäusewandabschnitte 6, 6‘ geneigt entlang einer Ebene auf die Rotationsachse des Ventilators 2 zu und verringern somit den Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts 5 in Strömungsrichtung zu dem Ventilator 2 hin. Nicht gezeigt, jedoch als al ternative Ausführung kann vorgesehen werden, dass sich die Gehäusewand abschnitte 6, 6‘ nicht geradlinig entlang einer Ebene, sondern zumindest ab schnittsweise in einer Bogenform auf den Ventilator 2 zu erstrecken. Der zweite Gehäuseabschnitt 5 stellt einen hindernissfrei durchströmbaren An- saugraum für den Ventilator 2 bereit, in dem die angesaugte Luft über die Gehäusewandabschnitte 6, 6‘ in Richtung des Ventilators 2 geführt werden.
Das dem Ventilator 2 zuweisende axiale Ende des Gehäuses 3 ist mit der Axialwand 7 geschlossen, in der achszentral die Axialöffnung 9 vorgesehen ist, auf welche der Ventilator 2 aufgesetzt angeordnet ist und im Betrieb Luft durch das Gehäuse 3 und mithin durch den Wärmeübertrager saugt und axial ausbläst. Der Ventilator 2 umfasst ein in dem Ventilatorgehäuse 8 an geordnetes Ventilatorrad 11. Das Ventilatorgehäuse 8 ist düsenförmig aus gebildet und bestimmt ansaugseitig den Ansaugdurchmesser D, der identisch ist zu dem Durchmesser der Axialöffnung 9 der Axialwand 7, jedoch kleiner als die Seitenlängen X und Y ist. Gemäß der in Figur 2 gezeigten
Ausführung ist das Verhältnis X/D=1 ,2 und das Verhältnis Y/D=1 ,3. Alternativ zu einem Axialventilator wird in einer weiteren Ausführung ein Diagonalventilator verwendet.
In Figur 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Ventilationseinheit 1 in der Draufsicht vergleichbar zu Figur 2 dargestellt. Alle für das Ausführungs beispiel gemäß der Figur 1-3 offenbarten Merkmale gelten entsprechend auch für Figur 4, nur dass zwei Ventilatoren 2, 22 parallel zueinander angeordnet sind. In Fig. 5 ist der Vorteil der in den Figuren 1-3 gezeigten Ventilationseinheit 1 bezüglich der Schallleistung SWL [dB] im Verlauf des geförderten Volumen stroms V [m3/h] im Diagramm dargestellt. Die Schalleistung der Ventilations einheit 1 ist durch die Kurve 200, ein Vergleichsprodukt ohne die erfindungs- gemäße Ausgestaltung des zweiten Gehäuseabschnitts 5 durch die Kurve 100 dargestellt. Entsprechend zeigt Figur 6 die zwei Kurven der Ventilationseinheit 1 (Kurve 200) und des Vergleichsprodukts (Kurve 100) bezüglich des Schalldrucks SPL [dB] im Verlauf der Frequenz f [Flz] In beiden Diagrammen gemäß der Figuren 5 und 6 ist die Geräuschreduzierung deutlich über den gesamten Verlauf des Volumenstroms V und der Frequenz f feststellbar. Ins besondere bei hohen Volumenströmen reduziert sich der Schallleistungspegel beachtlich.
Bezugnehmend wieder auf die Figuren 1 - 3 sind neben der gezeigten Aus führung Abwandlungen in den Größenverhältnissen von dem Schutzbereich der Erfindung umfasst. Die Seitenlängen werden in einem Bereich 0,5<X/Y<2 bestimmt. Die Dimensionierung der Gehäusewandabschnitte 6, 6' und die auf den Ventilator 2 hin eingezogene Erstreckung gegenüber des zur Verfügung stehenden Bauraums des Gehäuses 3 ist durch die Größen a, b, c im Verhältnis zu den Größen A, B und C bestimmt. Vorzugsweise sind die Grö- ßen a, b und c über einen Faktor a, ß und g kleiner als die Bauraumgrößen des Gehäuses bestimmt durch A, B und C, so dass gilt a= aA, b= ßB und c= gϋ, wobei 0<a,b,g<1.
Vorzugsweise werden die Faktoren a, ß und g und mithin die Geometrie der Gehäusewandabschnitte 6,6‘ gegenüber dem Ansaugdurchmesser D des Ventilators 2 ausgelegt, dass gilt 0,2 D < C < 0,5 D
a > 0,4 und y > 0,3 für 0,1 D < A < 0,3 £> ß > 0,4 und Y > 0,3 für 0,1 D < B < 0,3 D a > 0,2 und g > 0,25 für 0,3 D < A < 0,5 D ß > 0,2 und g > 0,25 für 0,3 D < B < 0,5 D
In einer weiteren Variante wird die Längenerstreckung c gegenüber den Län gen a, b festgelegt, dass gilt: d > ί · g +] für 0 < g < 0,5
d > K für 0,5 < g <1
e > 1 · g + J für 0 < g < 0,5
e > K für 0,5 < g <1 Dabei ist
Die Werte für I, J und K sind: l=-200; J=120 und K=20. Zudem gilt 0< d,e <90°. Mit den in diesen Bereichen vorliegenden Größenverhäitnissen lassen sich die vorteilhaften Strö- mungseffekte zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe erzielen. Die angegebenen Größenverhältnisse gelten ausdrücklich nicht nur für das in den Figuren 1-3 gezeigte Ausführungsbeispiel, sondern generell für den zweiten Gehäuseabschnitt 5.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilationseinheit (1) gebildet aus mindestens einem Ventilator (2), einem axial zum dem Ventilator (2) beabstandet angeordneten Wärmeübertrager und einem Gehäuse (3), wobei das Gehäuse (3) ei- nen ersten Gehäuseabschnitt (4) mit konstanten Durchströmungs querschnitt, in welchem der Wärmeübertrager angeordnet ist, und ei nen sich in axialer Strömungsrichtung daran anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt (5) aufweist, wobei der Ventilator (2) an dem zwei ten Gehäuseabschnitt (5) angeordnet ist und im Betrieb Luft durch den im ersten Gehäuseabschnitt (4) angeordneten Wärmeübertrager und durch den zweiten Gehäuseabschnitt (5) fördert, und wobei sich der Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts (5) in Strömungsrichtung von dem ersten Gehäuseabschnitt (4) zu dem Ventilator (2) durch eine Anpassung der Form von
Gehäusewandabschnitten (6, 6’) des zweiten Gehäuseabschnitts (5) verringert.
2. Ventilationseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseabschnitt (5) einen frei durchströmbaren Ansaug raum für den mindestens einen Ventilator (2) bestimmt.
3. Ventilationseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseabschnitt (5) eine ausströmseitige, as Gehäuse verschließende Axialwand (7) mit einer Axialöffnung (9) aufweist und der mindestens eine Ventilator (2) an der Axialöffnung (9) auf die Axialwand (7) aufgesetzt angeordnet ist.
4. Ventiiationseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Gehäuseabschnitt (4) rechteckig mit zwei unterschiedlichen Seitenlängen (X, Y) ausgebildet ist, und ein dem Wärmeübertrager zuweisender Ansaugdurchmesser (D) des mindestens einen Ventilators (2) kleiner ist als jede Seitenlänge (X, Y) des rechteckigen ersten Gehäuseabschnitts (4).
5. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandabschnitte (6, 6’) des zweiten Gehäuseabschnitts (5) abschnittsweise schräg auf eine Rotationsach se (RA) des mindestens einen Ventilators (2) zulaufend ausgebildet sind.
6. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekenn zeichnet, dass in dem zweiten Gehäuseabschnitt (5) Strömungsein- Sätze angeordnet sind, welche abschnittsweise schräg auf eine Rota tionsachse (RA) des mindestens einen Ventilators (2) zulaufend ausgebildet sind und dabei den Durchströmungsquerschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts (5) in Richtung des mindestens einen Ventilators (2) verringern.
7. Ventilationseinheit nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinsätze perforiert ausgebildete Leitbleche sind und ein zwischen dem Gehäuse und den Leitblechen gebil deter Hohlraum mit schallabsorbierendem Material gefüllt ist.
8. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Verhältnis einer Axiallänge (C) des zweiten Gehäuseabschnitts (5) gegenüber dem Ansaugdurchmesser (D) des mindestens einen Ventilators (2) in einem Bereich festgelegt ist, dass gilt 0,2<C/D<0,5.
9. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 4 - 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Gehäuse (3) rechteckig mit zwei unterschiedlichen
Seitenlängen (X,Y) ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis der Seitenlängen (X,Y) gegenüber dem Ansaugdurchmesser (D) des mindestens einen Ventilators (2) in einem Bereich festgelegt ist, dass gilt
1 ,1<(X,Y)/D<2,0, insbesondere 1 ,2<(X,Y)/D<1 ,8.
10. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche 3 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Ventilatoren (2, 22) achsparallel zueinander an der Axialwand (7) des zweiten Gehäuseabschnitts (5) aufgesetzt angeordnet sind.
11. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 4 - 10, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Ventilator (2) ein Ventilatorgehäuse (8) auf weist, welches den Ansaugdurchmesser (D) bestimmt.
12. Ventilationseinheit nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Ansaugdurchmesser (D) des Ventilatorgehäuses (8) eine identische Größe aufweist wie die Axialöffnung (9) der Axial wand (7) des zweiten Gehäuseabschnitts (5).
13. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch ge- kennzeichnet, dass sich die Gehäusewandabschnitte (6, 6’) des zwei ten Gehäuseabschnitts (5) jeweils entlang einer Ebene erstrecken.
14. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch ge
kennzeichnet, dass sich die Gehäusewandabschnitte (6, 6’) des zwei ten Gehäuseabschnitts (5) jeweils eine gekrümmte Profilform aufwei- sen.
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