WO2012159999A1 - Vorrichtung zum mischen eines ersten und eines zweiten medienstroms eines strömungsmediums - Google Patents

Vorrichtung zum mischen eines ersten und eines zweiten medienstroms eines strömungsmediums Download PDF

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Rainer Hartig
Dierk SCHRÖDER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • Y10T137/2224—Structure of body of device

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for mixing a first and a second media stream of a flow medium, wherein a temperature of the first media stream is different from a temperature of the second media stream, with at least one mixing device.
  • an adjustable flap is used to set a mixing ratio.
  • a higher proportion of the colder media stream can be fed to a total media stream, which leads to cooling.
  • the invention is based on the object to provide a climate system and a method for operating an air conditioning system, in which a reheating of a room can be omitted.
  • This object is achieved with a Klimasys ⁇ system with the features of claim 14 and a method having the features of claim 15.
  • the invention is based on a device of the type mentioned. It is proposed that the mixing device is designed as a fanless fan which has at least one opening and a Coanda surface arranged in the region of the at least one opening, the first medium flow emerging from the at least one opening and being steerable by the Coanda surface wherein the second media stream flows in the region of the at least one opening, and wherein the first media stream after its exit from the at least one opening is miscible with the second media stream.
  • the configuration according to the invention energy-efficient and uniform air-conditioning, for example of a room, can be carried out in a structurally simple manner.
  • the embodiment according to the invention offers a higher power density compared to arrangements of the prior art. Also, such a device is quiet.
  • a device represents here in particular a part of a climate system, such as an air conditioning system.
  • a climate system such as an air conditioning system.
  • Such an air conditioning system can be advantageously used in arrangements in which several independent compartments or rooms to be supplied by a central air conditioning unit. This is the case, for example, in office buildings, hotels, ships or similar facilities.
  • a desired parameter such as a temperature, a humidity or any other parameter deemed appropriate by the person skilled in the art, for each individual compartment or for each individual room may be provided by a mixing device arranged in each case in the area of the compartment or room. be set separately. This saves space and components.
  • generally valid settings and manipulated variables can be set at low cost on the components of the central air conditioning unit.
  • a mixing device is a device which, by influencing at least one state parameter of a medium flow, such as a temperature, a velocity, a pressure, a humidity and / or any other state parameter considered by the person skilled in the art to be conceivable and useful mixes another media stream.
  • a mixing device is in particular a local mixing device.
  • a temperature difference of the temperatures of the first and the second media stream are to be selected as a function of the ratio of the size of the two media streams.
  • the resulting mixing temperature is to be chosen so that the requirements of well-being and medical aspects is taken into account. For other rooms, the respective mixing temperature has to be selected for use.
  • a blower is to be understood here as a device which accelerates and optionally compresses the flow medium, such as a liquid, a gas and, in particular, air.
  • the flow medium of the first and of the second medium flow may be the same flow medium or may be different flow media.
  • the fan is formed without a vane, wherein without wings means that a flow of media of the flow medium, which is discharged or discharged, without the help of wings, rotor blades or a rotating component takes place.
  • the part of the fan from which the flow of the flow medium exits such as a distributor ring or an opening on it, has no vanes, rotor blades or rotating components.
  • this wingless configuration may flutter and / or an unsteady leakage of the media flow of the flow medium when flowing out of the wingless fan be prevented. It occurs as a quiet flow of media flow medium or air flow from the fan.
  • the apparatus may include a primary source for the first media stream of Strömungsme ⁇ diums.
  • This primary source may be any apparatus deemed suitable by one skilled in the art, such as a pump
  • this definition of the fanless fan does not extend to components of the device that perform secondary functions, such as pitch adjustment, angular displacement or change in flow intensity.
  • Surface can be arranged at any conceivable location in the region of the opening, but preferably directly at the opening.
  • a Coanda surface is understood to mean a surface in which a flow medium emerging from an opening and following a surface shows the Coanda effect.
  • the flow of the flow medium tends to "run along" a convex surface rather than peeling off and moving in the original direction of motion.
  • the Coanda effect is a well known and proven entrainment effect by directing a primary media flow over a Coanda surface
  • the term steerable also refers to tax and / or controllably understood.
  • a description of the features of a Coanda surface as well as the effect of media flow on the Coanda surface can be found in scientific publications such as in Reba, Scientific American, Issue 214, June 1966, pages 84-92.
  • the flow medium of the second medium flow is in the region or around the at least one opening and in particular that the second medium flow at the at least one
  • the outlet of the first media stream from the at least one opening preferably takes place directed and in the direction of a compartment or room to be tempered and is blown out, for example, for cooling thereof
  • mixed is understood to mean that the first and the second media stream can combine to form a single overall media stream.
  • the temperature of the second medium flow which flows in the region of the at least one opening, is higher than the temperature of the first medium flow, which emerges from the at least one opening.
  • a normal operation and / or a temperature control operation of the device should be understood under a normal operating mode.
  • a temperature difference of the temperatures of the first and the second media stream are to be selected as a function of the ratio of the size of the two media streams.
  • the resulting mixing temperature should be selected so that the requirements of well-being and medical Ge ⁇ lookout points are taken into account. For other rooms, the respective mixing temperature has to be selected for use.
  • a change of an existing temperature in the room to be tempered can be made structurally simple.
  • a speed of the second medium flow which flows in the region of the at least one opening, is lower than a speed of the first medium flow, which emerges from the at least one opening.
  • the speed of the first medium flow for example, 2 to 10 meters per second (m / s) and the speed of the second ⁇ th media flow is 10% to 90% of the speed of the first media stream. Due to different speeds of the two media streams, they can be effectively mixed by a entrainment effect of the second media stream through the first media stream.
  • a pressure of the second medium flow which flows in the region of the at least one opening, is lower than a pressure of the first medium flow, which emerges from the at least one opening.
  • a pressure of the first medium flow is for example 0.5 to 5 bar and the pressure of the second fluid flow is 10% to 90% of the pressure of the first medium flow.
  • a distribution channel is to be understood as meaning a structure which encloses the medium flow of the flow medium and / or predetermines a flow direction of the medium flow.
  • the distribution channel supplies the at least one opening with flow medium.
  • the distributor channel can have any form which appears to the person skilled in the art as conceivable, such as raceway-shaped, rod-shaped, polygonal, quadrangular, oval, semicircular and, in particular, round.
  • the distribution channel extends at least over a portion of the wingless fan, whereby the first medium flow of the flow medium can be sufficiently distributed over the fan.
  • the partial region may be a polygonal region, a sector of a ring, a half of a ring or, preferably, a ring.
  • the at least one opening is preferably adapted to the design of the distri ⁇ lerkanals and extends along its entire extension ter.
  • the opening is designed as a slot which is concentric with the distribution channel or its ring shape.
  • the fanless fan is annular.
  • the fanless fan can be realized with a low weight.
  • the wingless fan thereby has a central recess, whereby the second medium flow can be passed unhindered past the at least one opening in the distribution channel.
  • the distribution channel and the fanless fan the same shape, for.
  • a ring shape to give whereby the distribution channel can be easily integrated into the wingless fan design.
  • the distribution channel extends along an entire circumference of the fanless blower.
  • a wall of the distribution channel forms a basic shape of the fanless fan and / or the fan represents a wall of the distribution channel.
  • the at least one opening having an opening direction which is oriented substantially paral lel to the flow direction ⁇ . The opening direction thus points in the room to be tempered.
  • the term "essentially parallel” is to be understood as meaning that a deviation of the opening direction from the flow direction at an angle of up to 30 ° is also to be considered as a parallel arrangement
  • the opening direction and the flow direction run parallel to one another alignment can be achieved in that the first media stream flow Medi ⁇ around can flow out of the opening of the unimpeded and without turbulence.
  • the to be ⁇ forms at least one opening to give the wingless fan, an effect as a nozzle Thereby, the first media stream.
  • a second medium flow of the flow medium flowing in the region of the opening can m are itgeris ⁇ sen.
  • an enhanced many times from the mixing device emerging total media stream relative to the first media Ström of the flow medium has, for example, a factor of 15.
  • the central recess of the fanless fan proves to be advantageous, since so the second medium flow of the flow medium flow freely and can be entrained.
  • the Coanda surface may have any practicable by those skilled in he stayed ⁇ orientation.
  • the Coanda surface is arranged in the flow direction of the first media stream after the at least one opening.
  • the opening represents an exit point of the first medium flow of the flow medium from the distribution channel Opening there arranged on the distribution channel, where one of these walls ends in a con ⁇ figuration of two adjacent walls of the distribution channel.
  • an extension surface of the opening is oriented perpendicular to the flow or opening direction, wherein the extension surface, starting from the end of the shorter wall, is oriented perpendicular to the opposite wall.
  • the Coanda surface is symmetrical to an axis.
  • the axis coincides together ⁇ men with an axis through a center of the circle of the wing ⁇ loose blower and the distributor channel.
  • the axis runs coaxially with an axis of at least one feed of a medium flow, in particular of the second medium flow.
  • the Coanda surface and the axis enclose an angle between 7 ° and 20 ° and in particular 15 °. These values have proven to be particularly useful for using the Coanda effect. With these values, a sufficient first media flow of the flow medium can be achieved via the Coanda surface, which leads to an effective travel of the second medium flow of the flow medium and thus to a maximum total media flow. Furthermore, it may be advantageous if the device has a turbomachine which generates the first medium flow and by means of which at least one state parameter of the first medium flow is adjustable.
  • the turbomachine is the primary source described above for generating the first media stream and is preferably designed as a turbo ⁇ unit or a compressor.
  • the first medium flow can be generated structurally simple and its state parameters can be easily adjusted.
  • the turbomachine can be located directly in the area of the mixing device, for example in the same room as the fanless fan. However, the turbomachine is preferably arranged outside the space in which the mixing device is placed. In particular, the flow machine is arranged in a region or space that is connected by at least two feeders for at least two mixing devices to the two spaces in which the mixing devices are placed. As a result, advantageously several mixing devices with the same turbomachine can be operated cost-effectively and component-saving. Furthermore, the flow ⁇ machine can be placed at a distance to the mixing device, whereby a particularly low-noise Mischvorrich ⁇ tion can be provided to an air conditioning of the room.
  • the device has a first supply for the first media stream and a second supply for the second media stream.
  • a device is understood to be a feed, which specifies a direction and / or path of the media stream, in particular of the turbomachine to the mixing ⁇ device. Through the feeds, the flow medium can be transported purposefully.
  • An effective supply of the flow medium can be achieved ⁇ advantage when the fanless fan is arranged concentrically relative to at least one feed. Further, a traveling with us of the second media stream flowing through the recess in the wingless blowers, take place particularly gleichze ⁇ ssige when the wingless the blower and / or the distributor channel, at least concentrically to the second inlet extends. In principle, however, a non-centric arrangement would also be conceivable.
  • the first feeder and the second feeder may be positioned in any arrangement that is considered practicable by those skilled in the art, such as perpendicular, parallel or oblique.
  • the first supply and the second supply are formed as a double-walled tube.
  • the first and the second feed are preferably arranged concentrically to one another.
  • the first feed is particularly preferably arranged in a circumferential direction about the second feed. Basically, an unzenthari arrangement would be conceivable.
  • the feeders component and space-saving can be realized.
  • an operating parameter of the mixing device and / or the fanless fan is changeable.
  • an operating parameter is to be understood as meaning, in particular, a shape, size, position, orientation and / or any other operating parameter which the person skilled in the art considers changeable.
  • a further embodiment of the invention provides that the fanless fan is arranged axially displaceable relative to a feed, which supplies the first medium flow and / or the second medium flow to the mixing device.
  • a feed which supplies the first medium flow and / or the second medium flow to the mixing device.
  • the invention relates to a method for mixing a first medium flow of a flow medium and of a second media stream of the flow medium, wherein an Tempe ⁇ temperature of the first media stream is different from a temperature-temperature of the second media stream, using an apparatus according to the invention.
  • the first medium flow is blown out of at least one opening of a mixing device and arranged by one in the region of the at least one opening
  • Coanda surface is directed, and wherein the first media stream is mixed after its exit from the at least one opening with the second media stream.
  • the invention is based on an above-mentioned air conditioning system and a method for operating the same.
  • a parameter is selected in a setting unit, a function of this parameter is a state parameter of a first media stream is affected and / or an operating parameter of a mixing device is influenced, so that after an exit of the first Me ⁇ service roms from at least one opening of a mixing device , a steering and / or controlling and / or regulating the first media stream by means of the mixing device and a see the first media stream with a second media stream of the parameters has been set.
  • the embodiment according to the invention makes it possible to carry out a rapidly adaptable and uniform air conditioning of a room.
  • a setting unit in particular represents a control panel, such as a keypad or a touchpad, by means of which a desired parameter, in particular by an operator, can be set and / or selected.
  • a parameter is to be understood as meaning, for example, a temperature, a humidity and / or any other parameter considered useful by the person skilled in the art, which is to prevail in the area and / or space to be tempered. This represents, in particular, a comfort temperature.
  • a state parameter of the first flow medium can here be influenced, for example, by a variable change in a diameter of the first feed.
  • the operating parameter of the mixing device can be influenced, for example, by an axial displacement.
  • FIG. 1 shows an inventive air conditioning system with several devices according to the invention in an overview
  • FIG 2 shows a device according to the invention of FIG 1 with a mixing device in a sectional view
  • FIG. 3 shows the mixing device of FIG. 2 in a frontal view
  • FIG. 5 shows a block diagram for illustrating the method for operating the air conditioning system of FIG. 1 and FIG
  • FIG. 6 shows an alternative device with a supply line with two separately formed tubes in a sectional view.
  • FIG. 1 shows an air conditioning system 44a, in the form of an air conditioning system, for a ship 48a, of which one is exemplary here Deck with cabins 50a is shown.
  • the air conditioning system 44a has, per cabin 50a, a device 10a, 10a 'for mixing a first medium flow 12a of a flow medium 14a and a second medium flow 16a of the flow medium 14a, wherein a temperature Tla of the first medium flow 12a is different from a temperature T2a of the second medium flow 16a (see FIG 2).
  • the flow medium 14a is here air.
  • the air conditioning system 44a and the device 10a, 10a ' have a turbomachine 36a in the form of a compressor, which supplies the cabins 50a centrally with the first medium flow 12a of the flow medium 14a (shown by way of example for some cabins 50a).
  • a central line 52a directs the first medium flow 12a from a space in which the turbomachine 36a is arranged to the cabins 50a.
  • the central line 52a forks, so that each cabin 50a, a first feeder 38a, the first media stream 12a of the cabin 50a supplies.
  • the device 10a has a mixing device 18a, which is arranged at one end 56a of the first supply 38a, the end 56a facing an interior 58a of the cabin 50a.
  • the mixing device 18a is disposed on a side of the cabin wall 54a facing the interior 58.
  • the mixing device 18a is designed as a fanless fan 20a.
  • the wingless fan 20a is annular, wherein the ring 60a extends centrally about an axis 34a and defines with its shape and extension a recess 62a (see FIG. 3).
  • a wall 64a of the first feeder 38a Likewise centered about the axis 34a extends a wall 64a of the first feeder 38a.
  • the first supply 38a is formed together with a second supply 40a for the second medium flow 16a as a double-walled pipe 42a.
  • the second connects
  • Feeder 40a an outer portion 66a of the car 50a, such as a passage of the deck, with the interior 58a of the car 50a.
  • the second supply 40a carries flow dium 14a from outside the cabin 50a of the mixing device 18a. Accordingly, the second media stream 16a can exit through the recess 62a of the ring 60a of the vaneless blower 20a.
  • the wingless fan 20a is disposed axially displaceable relative to the first and second feeds 38a, 40a.
  • an operating parameter Bla of the mixing device 18a such as a relative position of the fanless fan 20a, for example, with an actuating element or motor, not shown here, be changed.
  • a seal 70a is provided between the wall 64a of the first supply 38a and an outer surface 68a of the blower 22a.
  • the temperature Tla of the second media stream 16a is higher than the temperature T2a of the first media stream 12a.
  • the temperature Tla for example, 10 ° C and the temperature T2a 22 ° C.
  • a speed via the second media stream 16a is lower than a speed v2a of the first media stream 12a.
  • the speed via is for example 2 m / s and the speed v2a 1 m / s.
  • a pressure pla of the second medium flow 16a is lower than a pressure p2a of the first medium flow 12a.
  • the mixing device 18a also operates at the same speeds and pressures of the first and second media streams 12a, 16a.
  • the wingless blower 20a has a distribution channel 26a for the first medium flow 12a.
  • the distribution channel 26a is also annular and thus extends in a circumferential direction 72a over an entire circumference 74a of the wingless blower 20a.
  • the fan 20a forms a wall 76a of the distribution channel 26a.
  • the bladeless fan 20a and the ring 60a have an outer diameter 78a of 200 mm (see FIG.
  • a depth 80a of the blower 22a coaxial with the axis 34a is 30mm, with the manifold 26a narrower about the extent of the wall 76a.
  • the first medium flow 12a of the flow medium 14a enters the distribution channel in a flow direction 30a through a recess 82a which is arranged on a side 84a of the blower 22a facing in the direction of the first supply 38a
  • the wingless fan 20a and its distribution channel 26a has an opening 22a, wherein the opening 22a is supplied from the distribution channel 26a with flow medium 14a.
  • the opening 22a has an opening direction 28a which is aligned parallel to the axis 34a and the flow direction 30a of the first medium flow 12a. Further, the opening 22a of an annular
  • the wall 76a of the vaneless blower 20a has, in the region of the opening 22a, an inner wall region 86a and an outer wall region 88a, which are arranged opposite one another in a folded arrangement.
  • a notional extension surface of the opening 22a extends, starting from an end 90a of the inner wall region 86a, perpendicular to the opposite outer wall region 88a and perpendicular to the flow direction 30a or opening direction 28a.
  • An extension of the opening 22a along the extension area from the end 90a to the opposite outer wall area 88a is between 1 mm and 5 mm wide, preferably 1.3 mm.
  • a constriction area 92a tapering towards the opening 22a is arranged, whereby the opening 22a is designed to give the wingless fan 20a an effect as a nozzle 32a.
  • a Coanda Surface 24a arranged in the region of the opening 22a and in the flow direction 30a of the first media flow 12a after the opening 22a.
  • the Coanda surface 24a extends symmet ⁇ driven to the axis 34a. Further, the Coanda surface 24a and the axis 34a enclose an angle of 15 °.
  • a guide surface 94a is arranged in the flow direction 30a after the Coanda surface 24a, which extends approximately over two-thirds of the depth 80a of the blower 20a.
  • the guide surface 94a and the general configuration of the wingless blower 20a are adapted to a shape of a supporting surface.
  • the first media stream 12a of the flow medium 14a is directed by the Coanda surface 24a and mixes with the second media stream 16a, which flows through the recess 62a of the ring 60a in the region of the opening 22a.
  • the guide surface 94a in this case assists the directed outflow of the first medium flow 12a.
  • the mixed media streams 12a, 16a exit toward the interior 58a of the cabin 50a (see FIG.
  • the turbomachine 36a generates the first medium flow 12a, which is supplied by means of the first supply 38a to the mixing device 18a and / or to the distribution channel 26a of the blower 20a through the recess 82a.
  • the first medium flow 12a of the flow medium 14a is narrowed before it exits the opening 22a first in the constriction area 92a and then at the opening 22a.
  • the exit of the first medium flow 12a from the opening 22a generates a negative pressure at the recess 82a and leads to an additional suction of flow medium 14a through the recess 82a into the mixing device 18a.
  • the flow of the first media stream 12a via the Coanda surface 24a and the guide surface 94a amplifies the first media stream 12a of the flow medium 14a by means of the Coanda effect.
  • the second medium flow 16a of the flow medium 14a is also influenced.
  • the dimensions and performance of the device 10a depend, for example, on the type of turbomachine used and the volume of the space to be tempered.
  • An operator 98a selects a setting unit 46a, which is for example formed by a touch pad, a parameter T so na from I.
  • This parameter T to a represents a comfortable temperature for the operator 98a in the cabin 50a.
  • This parameter T is na now to an actuator 100a or more actuators 100a forwarded II, III, depending on the selected ⁇ selected parameter T sl ia affect the state parameters Tla, pla, via the first media stream 12a IV.
  • an actuator 100a and an operating parameter Bla the mixing ⁇ device 18a affect V.
  • the first media stream 12a and / or the position of the mixing device 18a is adjusted or changed so that after the exit of the first media stream 12a from the Opening 22a of the mixing device 18a, the steering of the first media stream 12a by means of the Coanda surface 24a of the mixing device 12a and the mixing of the first media stream 12a with the second media stream 16a of the parameter Ti st a or the Wohlfühltempera ⁇ tur in the cabin 50a is set VI.
  • the desired parameter T so na can be selected for each cabin 50a sepa ⁇ rat and is set by the devices 10a, 10a 'and the respective mixing device 18a individually for each cabin 50a.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of the device 10a.
  • the same components, features and functions are always numbered the same.
  • the letters a and b are added to the reference symbols of the exemplary embodiments.
  • the following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 5, it being possible to refer to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 5 with regard to components, features and functions remaining the same.
  • the embodiment of Figure 6 differs from that of Figures 1 to 5 in that a device having a first supply 38b of a first media stream 12b a Strömungsme ⁇ diums 14b and a second feed 40a of a second media ⁇ stream 16b 10b, these two separately formed tubes 102b, 104b are designed.
  • the tubes 102b, 104b are parallel to an axis 34b.
  • the first tube 102b of the first feeder 38b terminates in a sleeve 106b which terminates in the direction of the second tube 104b is and is penetrated by the second tube 104b.
  • a mixing device 18b is introduced via a seal 70b axially displaceable.
  • the first supply 38b supplies the first medium flow 12b through a recess 82b to a distribution channel 26b of the mixing device 18b.
  • This is designed as a fanless fan 20b having an opening 22b and a Coanda surface 24b arranged in the region of the opening 22b.
  • the first media stream 12b mixes with the second media stream 16b by means of the Coanda surface 24b, which stream flows through the second feed 40b in the region of the opening 22b after a supply line.
  • a total flow 96b of the first and second media streams 12b, 16b is blown in the flow direction 30b or in an opening direction 28b of the opening 22b into an interior 58b of a cabin 50b.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung (10a, 10b) zum Mischen eines ersten Medienstroms (12a, 12b) eines Strömungsmediums (14a, 14b) und eines zweiten Medienstroms (16a, 16b) des Strömungsmediums (14a, 14b), wobei eine Temperatur (T1a, T1b) des ersten Medienstroms (12a, 12b) unterschiedlich zu einer Temperatur (T2a, T2b) des zweiten Medienstroms (16a, 16b) ist, und mit zumindest einer Mischvorrichtung (18a, 18b). Es wird vorgeschlagen, dass die Mischvorrichtung (18a, 18b) als ein flügelloses Gebläse (20a, 20b) ausgebildet ist, welches zumindest eine Öffnung (22a, 22b) und eine im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) angeordnete Coanda-Fläche (24a, 24b) aufweist, wobei der erste Medienstrom (12a, 12b) aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) austritt und von der Coanda-Fläche (24a, 24b) lenkbar ist, wobei der zweite Medienstrom (16a, 16b) im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) strömt, und wobei der erste Medienstrom (12a, 12b) nach seinem Austritt aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) mit dem zweiten Medienstrom (16a, 16b) mischbar ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Mischen eines ersten und eines zweiten Medienstroms eines Strömungsmediums
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen eines ersten und eines zweiten Medienstroms eines Strömungsmediums, wobei eine Temperatur des ersten Medienstroms unterschiedlich zu einer Temperatur des zweiten Medienstroms ist, mit zumindest einer Mischvorrichtung.
Es sind unterschiedliche Arten von Vorrichtungen zum Mischen zweier Medienströme bekannt. Zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses wird beispielsweise eine verstellbare Klappe verwendet. Je nach deren Positionierung kann beispielsweise ein höherer Anteil des kälteren Medienstroms einem Gesamtme- dienstrom zugeführt werden, was zu einer Kühlung führt.
Aus dem Stand der Technik bekannte Klimaanlagen für Einrichtungen mit mehreren zu temperierenden Räumen, führen gekühlte Luft jedem Raum zu. Die Temperatur dieser Luft liegt meist unter den Bedürfnissen der Rauminsassen. Demnach muss die Temperatur für jeden Raum einzeln durch Nachheizregister nachjustiert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die bzw. das ein Mischungsverhältnis von unterschiedlich temperierten Medienströmen eines Strömungsmediums vorteilhaft einstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrich¬ tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Klimasystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems bereitzustellen, bei dem ein Nachheizen eines Raumes entfallen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Klimasys¬ tem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Die Erfindung geht von einer Vorrichtung der Eingangs genannten Art aus. Es wird vorgeschlagen, dass die Mischvorrichtung als ein flügelloses Gebläse ausgebildet ist, welches zumindest eine Öffnung und eine im Bereich der zumindest einen Öffnung angeordneten Coanda-Fläche aufweist, wobei der erste Medienstrom aus der zumindest einen Öffnung austritt und von der Coanda-Fläche lenkbar ist, wobei der zweite Medienstrom im Bereich der zumindest einen Öffnung strömt, und wobei der erste Medienstrom nach seinem Austritt aus der zumindest einen Öffnung mit dem zweiten Medienstrom mischbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine energieeffiziente und gleichmäßige Klimatisierung beispielsweise eines Raumes konstruktiv einfach erfolgen. Zudem kann auf großvolu- mige Aufbauten, wie beispielsweise Nachheizaggregate außer- halb des Raumes, wie sie im Stand der Technik üblich sind, verzichtet werden. Folglich kann eine Platz sparende Anordnung bereitgestellt werden. Des Weiteren bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine höhere Leistungsdichte gegenüber Anordnungen des Stands der Technik. Auch ist eine solche Vorrichtung geräuscharm.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung stellt hier insbesondere einen Teil eines Klimasystems, wie beispielsweise einer Klimaanlage dar. Ein solches Klimasystem kann vorteilhaft bei Anordnungen eingesetzt werden, bei welchen mehrere eigenständige Kompartimente oder Räume von einer zentralen Klimaeinheit versorgt werden sollen. Dies ist beispielsweise der Fall bei Bürogebäuden, Hotels, Schiffen oder ähnlichen Einrichtungen. Hierbei kann ein erwünschter Parameter, wie eine Tempe- ratur, eine Luftfeuchte oder jeder andere, vom Fachmann für sinnvoll erachteter Parameter, für jedes einzelne Komparti- ment oder für jeden einzelnen Raum durch eine jeweils im Bereich des Kompartiments oder Raumes angeordnete Mischvorrich- tung separat eingestellt werden. Dies spart Platz und Bauteile. Zudem können allgemeingültige Einstellungen und Stellgrößen aufwandsgünstig an den Komponenten der zentralen Klimaeinheit eingestellt werden.
In diesem Zusammenhang stellt eine Mischvorrichtung eine Vorrichtung dar, die durch eine Beeinflussung zumindest eines Zustandsparameters eines Medienstroms, wie beispielsweise eine Temperatur, eine Geschwindigkeit, ein Druck, eine Feuchte und/oder jedes anderen, vom Fachmann für denkbar und sinnvoll erachteten Zustandsparameters, diesen mit einem weiteren Medienstrom mischt. Eine Mischvorrichtung ist insbesondere eine lokale Mischvorrichtung. Ein Temperaturunterschied der Temperaturen des ersten und des zweiten Medienstroms sind in Ab- hängigkeit des Verhältnisses der Größe der beiden Medienströme zu wählen. Vorteilhaft für durch Menschen bewohnte Räume ist die resultierende Mischtemperatur so zu wählen, dass den Anforderungen des Wohlbehagens und der medizinischen Gesichtspunkte Rechnung getragen wird. Für andere Räume ist die jeweilige Mischtemperatur nutzungsbedingt zu wählen.
Unter einem Gebläse soll hier eine Vorrichtung verstanden werden, die das Strömungsmedium, wie eine Flüssigkeit, ein Gas und insbesondere Luft beschleunigt und gegebenenfalls verdichtet. Hierbei kann das Strömungsmedium des ersten und des zweiten Medienstroms dasselbe Strömungsmedium oder es können unterschiedliche Strömungsmedien sein.
Bevorzugt ist das Gebläse flügellos ausgebildet, wobei flü- gellos meint, dass ein Medienstrom des Strömungsmediums, welcher abgegeben oder ausgestoßen wird, ohne die Hilfe von Flügeln, Rotorblätter oder einem rotierenden Bauteil erfolgt. Somit weist der Teil des Gebläses aus dem der Strom des Strömungsmediums austritt, wie ein Verteilerring oder eine Öff- nung daran, keine Flügel, Rotorblätter oder rotierende Bauteile auf. Durch diese flügellose Ausgestaltung kann ein Flattern und/oder ein unstetes Austreten des Medienstroms des Strömungsmediums beim Ausströmen aus dem flügellosen Gebläse verhindert werden. Es tritt so ein ruhiger Medienstrom des Strömungsmediums bzw. Luftstrom aus dem Gebläse aus. Zudem kommt es in einem Umfeld des flügellosen Gebläses durch das Fehlen eines großen rotierenden Lüfterrads zu weniger Ver- schmutzung als bei einer Vorrichtung mit einem Lüfter des Standes der Technik. Zudem ist eine Unfallgefahr durch beispielsweise Berühren von sich drehende Bauteilen komplett unterbunden. Auch kommt es zu einer Reduzierung von Geräuschen, da kein großes Volumen des Strömungsmediums bewegt wird.
Unabhängig des vorab Beschriebenen und ohne Einfluss auf die Definition des Gebläses als flügellos kann die Vorrichtung eine Primärquelle für den ersten Medienstrom des Strömungsme¬ diums aufweisen. Diese Primärquelle kann jeder vom Fachmann für einsetzbar erachtete Apparat sein, wie eine Pumpe, ein
Generator, ein Motor, ein Verdichter oder Kompressor. Ferner erstreckt sich diese Definition des flügellosen Gebläses nicht auf Bestandteile der Vorrichtung, die sekundäre Funktionen ausführen, wie beispielsweise eine Abstandsverstellung, eine Winkelverstellung oder eine Änderung einer Strömungsintensität .
Unter einer Öffnung soll hier beispielsweise ein Loch oder ein Schlitz verstanden werden. Grundsätzlich können hier auch mehrere Löcher oder Schlitze vorgesehen sein. Die Coanda-
Fläche kann an jedem denkbaren Ort im Bereich der Öffnung angeordnet sein, bevorzugt jedoch unmittelbar an der Öffnung.
In diesem Zusammenhang soll unter einer Coanda-Fläche eine Fläche verstanden werden, bei dem ein Strömungsmedium, das aus einer Öffnung austritt und einer Fläche folgt den Coanda- Effekt zeigt. Hierbei hat der Strom des Strömungsmediums die Tendenz an einer konvexen Fläche „entlangzulaufen", anstatt sich abzulösen und sich in der ursprünglichen Bewegungsrich- tung weiterzubewegen. Der Coanda-Effekt ist ein weithin bekannter und bewiesener Mitnahmeeffekt indem ein primärer Medienstrom über eine Coanda-Fläche gelenkt wird. In diesem Zusammenhang soll unter dem Begriff lenkbar auch Steuer- und/oder regelbar verstanden werden. Eine Beschreibung der Merkmale einer Coanda-Fläche sowie des Effekts des Medienstroms an der Coanda-Fläche kann in wissenschaftlichen Publikationen, wie beispielsweise in Reba, Scientific American, Ausgabe 214, Juni 1966, Seiten 84 bis 92 gefunden werden.
Unter der Wendung „dass der zweite Medienstrom im Bereich der zumindest einen Öffnung strömt" soll hier verstanden werden, dass sich das Strömungsmedium des zweiten Medienstroms im Bereich bzw. um die zumindest eine Öffnung befindet und insbesondere, dass sich der zweite Medienstrom an der zumindest einen Öffnung vorbeibewegt. Der Austritt des ersten Medienstroms aus der zumindest einen Öffnung erfolgt bevorzugt gerichtet und in Richtung eines zu temperierenden Kompartiments oder Raumes und wird beispielsweise zu dessen Kühlung ausgeblasen. Hierbei weist eine Strömungsrichtung in Richtung des Raumes. Der erste Medienstrom tritt bevorzugt über zumindest eine, sich von der zumindest einen Öffnung unterscheidenden Ausnehmung in das flügellose Gebläse ein. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter „mischbar" verstanden werden, dass sich der erste und der zweite Medienstrom zu einem einzelnen Gesamtmedienstrom vereinen können.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung die Temperatur des zweiten Medienstroms, welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung strömt, höher ist als die Temperatur des ersten Medienstroms, welcher aus der zumindest einen Öffnung austritt. Hierbei soll unter einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb ein Normalbetrieb und/oder ein Temperierbetrieb der Vorrichtung verstanden werden. Ein Temperaturunterschied der Temperaturen des ersten und des zweiten Medienstroms sind in Abhängigkeit des Verhältnisses der Größe der beiden Medienströme zu wählen. Vorteilhaft für durch Menschen bewohnte Räume ist die resultierende Mischtemperatur so zu wählen, dass den Anforderungen des Wohlbehagens und der medizinischen Ge¬ sichtspunkte Rechnung getragen wird. Für andere Räume ist die jeweilige Mischtemperatur nutzungsbedingt zu wählen. Mittels dieses Temperaturunterschieds kann eine Änderung einer bestehenden Temperatur in dem zu temperierenden Raum konstruktiv einfach erfolgen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung eine Geschwindigkeit des zweiten Medienstroms, welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung strömt, niedriger ist als eine Geschwindigkeit des ersten Medienstroms, welcher aus der zumindest einen Öffnung austritt. Hierbei beträgt die Geschwindigkeit des ersten Medienstroms beispielsweise 2 bis 10 Meter pro Sekunde (m/s) und die Geschwindigkeit des zwei¬ ten Medienstroms beträgt 10% bis 90% der Geschwindigkeit des ersten Medienstroms. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der beiden Medienströme können diese durch einen Mitreißeffekt des zweiten Medienstroms durch den ersten Medienstrom effektiv gemischt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn in einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung ein Druck des zweiten Medienstroms, welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung strömt, niedriger ist als ein Druck des ersten Medienstroms, welcher aus der zumindest einen Öffnung austritt. Ein Druck des ersten Medienstroms beträgt beispielsweise 0,5 bis 5 bar und der Druck des zweiten Medienstroms beträgt 10% bis 90% des Drucks des ersten Medienstroms. Mittels des Druckunterschieds kann das Mitreißen und damit das Mischen konstruktiv einfach umgesetzt werden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das flügellose Gebläse zumindest einen Verteilerkanal für zumindest den ersten Medienstrom des Strömungsmediums aufweist. In diesem Zusammenhang soll unter einem Verteilerkanal eine Struktur verstanden werden, die den Medienstrom des Strömungsmediums einschließt und/oder eine Strömungsrichtung des Medienstroms vorgibt. Vorteilhaft versorgt der Verteilerkanal die zumindest eine Öffnung mit Strömungsmedium. Durch die Realisierung des Ver- teilerkanals kann das Strömungsmedium konstruktiv einfach geleitet und der Öffnung zugeführt werden.
Der Verteilerkanal kann jede dem Fachmann als denkbar er- scheinende Form, wie rennstreckenförmig, stabförmig, polygonal, viereckig, oval, halbrund und insbesondere rund aufweisen. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Verteilerkanal zumindest über einen Teilbereich des flügellosen Gebläses, wodurch der erste Medienstrom des Strömungsmediums ausreichend über das Gebläse verteilt werden kann. Hierbei kann der Teilbereich ein eckiger Bereich, ein Sektor eines Rings, eine Hälfte eines Rings oder bevorzugt ein Ring sein. Die zumindest eine Öffnung ist bevorzugt an die Gestaltung des Vertei¬ lerkanals angepasst und erstreckt sich entlang dessen gesam- ter Erstreckung. Insbesondere ist die Öffnung als ein Schlitz ausgeführt, der konzentrisch zu dem Verteilerkanal bzw. dessen Ringform ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das flügellose Gebläse ring- förmig ausgebildet ist. Damit kann das flügellose Gebläse mit einem geringen Gewicht realisiert werden. Ferner weist das flügellose Gebläse dadurch eine zentrale Aussparung auf, wodurch der zweite Medienstrom ungehindert an der zumindest einen Öffnung im Verteilerkanal vorbei geführt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft dem Verteilerkanal und dem flügellosen Gebläse dieselbe Form, z. B. eine Ringform, zu geben, wodurch der Verteilerkanal konstruktiv einfach in das flügellose Gebläse integriert werden kann. Somit erstreckt sich der Verteilerkanal entlang eines gesamten Umfangs des flügellosen Gebläses. Bevorzugt bildet eine Wandung des Verteilerkanals eine Grundform des flügellosen Gebläses und/oder das Gebläse stellt eine Wandung des Verteilerkanals dar. Des Weiteren ist es möglich das Gebläse mehrstufig / -flutig auszuführen. Hierbei können durchaus auch unterschiedliche Formen kombiniert werden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Öffnung eine Öffnungsrichtung aufweist, welche im Wesentlichen paral¬ lel zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Die Öffnungsrichtung weist somit in den zu temperierenden Raum. Unter der Wendung „im Wesentlichen parallel" soll verstanden werden, dass auch eine Abweichung der Öffnungsrichtung von der Strömungsrichtung mit einem Winkel von bis zu 30° als parallele Anordnung verstanden werden soll. Bevorzugt verlaufen die Öffnungsrichtung und die Strömungsrichtung jedoch parallel zueinander. Durch die erfindungsgemäße Ausrichtung kann erreicht werden, dass der erste Medienstrom des Strömungsmedi¬ ums behinderungsfrei und ohne Turbulenzen aus der Öffnung ausströmen kann. Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Öffnung dazu ausge¬ bildet, dem flügellosen Gebläse eine Wirkung als eine Düse zu geben. Hierdurch kann der erste Medienstrom des Strömungsmediums konstruktiv einfach beschleunigt werden. In Folge des beschleunigten Austritts des ersten Medienstroms des Strö- mungsmediums aus der zumindest einen Öffnung und der Interaktion mit der Coanda-Fläche kann ein im Bereich der Öffnung strömender zweiter Medienstrom des Strömungsmediums mitgeris¬ sen werden. Letztendlich wird ein aus der Mischvorrichtung austretender Gesamtmedienstrom gegenüber dem ersten Medien- ström des Strömungsmediums um ein Vielfaches verstärkt. Diese Verstärkung hat beispielsweise einen Faktor von 15. Hierbei erweist sich auch die zentrale Aussparung des flügellosen Gebläses als vorteilhaft, da so der zweite Medienstrom des Strömungsmediums ungehindert einströmen und mitgerissen wer- den kann.
Die Coanda-Fläche kann jede vom Fachmann für praktikabel er¬ achtete Orientierung aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Coanda- Fläche in der Strömungsrichtung des ersten Medienstroms nach der zumindest einen Öffnung angeordnet ist. Hierbei stellt die Öffnung eine Austrittstelle des ersten Medienstroms des Strömungsmediums aus dem Verteilerkanal dar. Ferner ist die Öffnung dort am Verteilerkanal angeordnet, wo bei einer Kon¬ figuration von zwei benachbarten Wänden des Verteilerkanals eine dieser Wände endet. Zudem ist eine Erstreckungsfläche der Öffnung senkrecht zur Strömungs- bzw. Öffnungsrichtung ausgerichtet, wobei die Erstreckungsfläche, ausgehend von dem Ende der kürzeren Wand, senkrecht zur gegenüberliegenden Wand orientiert ist. Mittels dieser Anordnung kann der erste Me¬ dienstrom des Strömungsmediums nach seinem Austritt aus der Öffnung unmittelbar über die Coanda-Fläche strömen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Coanda-Fläche symmetrisch zu einer Achse verläuft. Insbesondere fällt die Achse zusam¬ men mit einer Achse durch einen Kreismittelpunkt des flügel¬ losen Gebläses bzw. des Verteilerkanals. Zudem verläuft die Achse coaxial mit einer Achse zumindest einer Zuführung eines Medienstroms insbesondere des zweiten Medienstroms. Durch diese Anordnung kann ein Medienstrom, insbesondere der zweite Medienstrom, des Strömungsmediums gleichmäßig an dem flügel¬ losen Gebläse vorbeiströmen.
Zweckmäßigerweise schließen die Coanda-Fläche und die Achse einen Winkel zwischen 7°und 20° und insbesondere von 15° ein. Diese Werte haben sich für eine Nutzung des Coanda-Effekts besonders bewährt. Mit diesen Werten kann ein ausreichender erster Medienstrom des Strömungsmediums über die Coanda- Fläche erreicht werden, was zu einem effektiven Mitreisen des zweiten Medienstroms des Strömungsmediums führt und damit zu einem maximalen Gesamtmedienstrom. Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung eine Strömungsmaschine aufweist, die den ersten Medienstrom erzeugt und mittels der zumindest ein Zustandsparameter des ersten Medienstroms einstellbar ist. Die Strömungsmaschine ist die oben beschriebene Primärquelle zur Erzeugung des ers- ten Medienstroms und ist bevorzugt ausgeführt als eine Turbo¬ einheit bzw. ein Kompressor. Wie oben beschrieben, soll unter einem Zustandsparameter beispielsweise eine Temperatur, eine Geschwindigkeit, ein Druck, eine Feuchte und/oder jeder ande- re, vom Fachmann für denkbar erachtete Zustandsparameter verstanden werden. Mittels der Strömungsmaschine kann der erste Medienstrom konstruktiv einfach erzeugt und seine Zustandsparameter unkompliziert verstellt werden.
Die Strömungsmaschine kann sich unmittelbar im Bereich der Mischvorrichtung befinden, beispielsweise im selben Raum wie das flügellose Gebläse. Bevorzugt ist die Strömungsmaschine jedoch außerhalb des Raumes angeordnet in dem die Mischvor- richtung platziert ist. Insbesondere ist die Strömungsmaschi¬ ne in einem Bereich oder Raum angeordnet, der durch zumindest zwei Zuführungen für zumindest zwei Mischvorrichtungen mit den zwei Räumen verbunden ist, in denen die Mischvorrichtungen platziert sind. Hierdurch können vorteilhaft mehrere Mischvorrichtungen mit derselben Strömungsmaschine Kosten und Bauteil sparend betrieben werden. Ferner kann die Strömungs¬ maschine mit einer Entfernung zu der Mischvorrichtung platziert sein, wodurch eine besonders geräuscharme Mischvorrich¬ tung zu einer Klimatisierung des Raumes bereitgestellt werden kann.
Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Vorrichtung eine erste Zuführung für den ersten Medienstrom und eine zweite Zuführung für den zweiten Medienstrom aufweist. Hierbei soll unter eine Zuführung eine Vorrichtung verstanden werden, welche eine Richtung und/oder einen Weg des Medienstroms, insbesondere von der Strömungsmaschine zu der Misch¬ vorrichtung, vorgibt. Durch die Zuführungen kann das Strömungsmedium zielgerichtet transportiert werden.
Eine effektive Zuleitung des Strömungsmediums kann vorteil¬ haft erreicht werden, wenn das flügellose Gebläse relativ zu zumindest einer Zuführung konzentrisch angeordnet ist. Ferner kann ein Mitreisen des zweiten Medienstroms, der durch die Aussparung im flügellosen Gebläse strömt, besonders gleichmä¬ ßige erfolgen, wenn sich das das flügellose Gebläse und/oder der Verteilerkanal konzentrisch zumindest zu der zweiten Zu- führung erstreckt. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine un- zentrische Anordnung denkbar.
Die erste Zuführung und die zweite Zuführung können in jeder vom Fachmann für praktikabel erachteten Anordnung, wie senkrecht, parallel oder schräg, zueinander positioniert sein. Vorteilhafterweise sind die erste Zuführung und die zweite Zuführung als ein doppelwandiges Rohr ausgebildet. Die erste und die zweite Zuführung sind bevorzugt konzentrisch zueinan- der angeordnet. Hierbei ist die erste Zuführung besonders bevorzugt in einer Umfangsrichtung um die zweite Zuführung angeordnet. Grundsätzlich wäre auch eine unzentrische Anordnung denkbar. Mittels der Ausgestaltung als doppelwandiges Rohr können die Zuführungen Bauteil und Platz sparend realisiert werden.
Es kann vorteilhaft sein, wenn ein Betriebsparameter der Mischvorrichtung und/oder des flügellosen Gebläses veränderbar ist. Hierbei soll unter einem Betriebsparameter insbeson- dere eine Form, Größe, Position, Orientierung und/oder jeder andere, vom Fachmann für veränderbar erachtete Betriebsparameter verstanden werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das flügellose Gebläse relativ zu einer Zuführung, die den ersten Medienstrom und/oder den zweiten Medienstrom der Mischvorrichtung zuführt, axial verschiebbar angeordnet ist. Grundsätzlich wäre es auch möglich, eine Orientierung des flügellosen Gebläses relativ zu zumindest einer der Zuführungen durch ein Kippen bzw. durch eine Winkelverstellung zu ändern. Die Positionsänderung kann beispielsweise mittels eines
Stellmotors erfolgen. Durch die Bewegungsmöglichkeit des flügellosen Gebläses kann ein Zustandsparameter eines Medienstroms konstruktiv einfach verändert werden. Es ergibt sich hier ein alternatives und/oder zusätzliches Stellmittel zu der Strömungsmaschine. Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Mischen eines ersten Medienstroms eines Strömungsmediums und eines zweiten Medienstroms des Strömungsmediums, wobei eine Tempe¬ ratur des ersten Medienstroms unterschiedlich zu einer Tempe- ratur des zweiten Medienstroms ist, unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Es wird vorgeschlagen, dass der erste Medienstrom aus zumindest einer Öffnung einer Mischvorrichtung ausgeblasen und von einer im Bereich der zumindest einen Öffnung angeordneten
Coanda-Fläche gelenkt wird, und wobei der erste Medienstrom nach seinem Austritt aus der zumindest einen Öffnung mit dem zweiten Medienstrom gemischt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine schnelle und gleichmäßige Klimatisie- rung eines Raumes erfolgen. Des Weiteren kann eine höhere Leistungsdichte gegenüber Verfahren des Stands der Technik erzielt werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem oben genannten Klima- Systems und einem Verfahren zum Betreiben desselben.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Parameter an einer Einstelleinheit ausgewählt wird, in Abhängigkeit von diesem Parameter ein Zustandsparameter eines ersten Medienstroms beeinflusst wird und/oder ein Betriebsparameter einer Mischvorrichtung beeinflusst wird, sodass nach einem Austritt des ersten Me¬ dienstroms aus zumindest einer Öffnung einer Mischvorrichtung, einem Lenken und/oder Steuern und/oder Regeln des ersten Medienstroms mittels der Mischvorrichtung und einem Mi- sehen des ersten Medienstroms mit einem zweiten Medienstrom der Parameter eingestellt wurde. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine schnell anpassbare und gleichmäßige Klimatisierung eines Raumes erfolgen. In diesem Zusammenhang stellt eine Einstelleinheit insbesondere ein Bedienfeld, wie ein Tastenfeld oder ein Touchpad, dar, mittels dem ein gewünschter Parameter, insbesondere von einem Bediener, eingestellt und/oder ausgewählt werden kann. Hierbei soll unter einem Parameter beispielsweise ein Temperatur, eine Feuchte und/oder jeder andere, vom Fachmann für sinnvoll erachtete Parameter verstanden werden, der im zu temperierenden Bereich und/oder Raum herrschen soll. Dies stellt insbesondere eine Wohlfühltemperatur dar. Ein Zu- standsparameter des ersten Strömungsmediums kann hier beispielsweise durch eine variable Veränderung eines Durchmessers der ersten Zuführung beeinflusst werden. Der Betriebsparameter der Mischvorrichtung kann beispielsweise durch eine axiale Verschiebung beeinflusst werden.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:
FIG 1 ein erfindungsgemäßes Klimasystem mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen in einer Übersichtsdarstellung,
FIG 2 einen erfindungsgemäße Vorrichtung der FIG 1 mit einer Mischvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
FIG 3 die Mischvorrichtung der FIG 2 in einer Frontalan- sieht,
FIG 4 eine perspektivische und vergrößerte Ansicht eines
Teils der Mischvorrichtung der FIG 2 ,
FIG 5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Betreiben des Klimasystems der FIG 1 und
FIG 6 eine alternative Vorrichtung mit einer Zuleitung mit zwei separat voneinander ausgebildeten Rohren in einer Schnittdarstellung.
FIG 1 zeigt ein Klimasystem 44a, in der Form einer Klimaanlage, für ein Schiff 48a, von welchem hier exemplarisch ein Deck mit Kabinen 50a dargestellt ist. Das Klimasystem 44a weist pro Kabine 50a eine Vorrichtung 10a, 10a' zum Mischen eines ersten Medienstroms 12a eines Strömungsmediums 14a und eines zweiten Medienstroms 16a des Strömungsmediums 14a auf, wobei eine Temperatur Tla des ersten Medienstroms 12a unterschiedlich zu einer Temperatur T2a des zweiten Medienstroms 16a ist (vgl. FIG 2) . Das Strömungsmedium 14a ist hier Luft. Zudem weisen das Klimasystem 44a bzw. die Vorrichtung 10a, 10a' eine Strömungsmaschine 36a in der Form eines Kompressors auf, welche die Kabinen 50a zentral mit dem ersten Medienstrom 12a des Strömungsmediums 14a versorgt (exemplarisch für einige Kabinen 50a gezeigt) . Hierbei leitet eine Zentralleitung 52a den ersten Medienstrom 12a von einem Raum, in dem die Strömungsmaschine 36a angeordnet ist, bis zu den Kabinen 50a. An den Kabinen 50a gabelt sich die Zentralleitung 52a, sodass je Kabine 50a eine erste Zuführung 38a den ersten Medienstrom 12a der Kabine 50a zuführt.
Die FIG 2 zeigt einen Schnitt durch einen Bereich einer Kabi- nenwand 54a, in dem ein Teil der Vorrichtung 10a angeordnet ist. Die Vorrichtung 10a weist eine Mischvorrichtung 18a auf, die an einem Ende 56a der ersten Zuführung 38a angeordnet ist, wobei das Ende 56a zu einem Innenraum 58a der Kabine 50a weist. Somit ist die Mischvorrichtung 18a an einer Seite der Kabinenwand 54a angeordnet, die zum Innenraum 58 weist.
Die Mischvorrichtung 18a ist als ein flügelloses Gebläse 20a ausgebildet. Zudem ist das flügellose Gebläse 20a ringförmig ausgebildet, wobei sich der Ring 60a zentrisch um eine Achse 34a erstreckt und mit seiner Form und Erstreckung eine Aussparung 62a definiert (siehe FIG 3) . Ebenso zentrische um die Achse 34a erstreckt sich eine Wand 64a der ersten Zuführung 38a. Die erste Zuführung 38a ist zusammen mit einer zweiten Zuführung 40a für den zweiten Medienstrom 16a als ein doppel- wandiges Rohr 42a ausgebildet. Hierbei verbindet die zweite
Zuführung 40a einen Außenbereich 66a der Kabine 50a, wie beispielsweise einen Gang des Decks, mit dem Innenraum 58a der Kabine 50a. Somit führt die zweite Zuführung 40a Strömungsme- dium 14a von außerhalb der Kabine 50a der Mischvorrichtung 18a zu. Der zweite Medienstrom 16a kann demzufolge durch die Aussparung 62a des Rings 60a des flügellosen Gebläses 20a austreten .
Das flügellose Gebläse 20a ist relativ zu der ersten und der zweiten Zuführung 38a, 40a axial verschiebbar angeordnet. Hierdurch kann ein Betriebsparameter Bla der Mischvorrichtung 18a, wie eine relative Position des flügellosen Gebläses 20a, beispielsweise mit einem hier nicht gezeigten Stellelement bzw. -motor, verändert werden. Um dies ohne einen Austritt von Strömungsmedium 14a an der Mischvorrichtung 18a zu gestalten, ist zwischen der Wand 64a der ersten Zuführung 38a und einer Außenfläche 68a des Gebläses 22a eine Dichtung 70a vorgesehen.
In einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung 18a, also im normalen Temperierbetrieb der Mischvorrichtung 18a, ist die Temperatur Tla des zweiten Medienstroms 16a höher ist als die Temperatur T2a des ersten Medienstroms 12a. Hierbei betragen die Temperatur Tla beispielsweise 10°C und die Temperatur T2a 22°C. Zudem ist eine Geschwindigkeit via des zweiten Medienstroms 16a niedriger als eine Geschwindigkeit v2a des ersten Medienstroms 12a. Die Geschwindigkeit via ist beispielsweise 2 m/s und die Geschwindigkeit v2a 1 m/s. Des Weiteren ist ein Druck pla des zweiten Medienstroms 16a niedriger als ein Druck p2a des ersten Medienstroms 12a. Beispielsweise ist der Druck pla 2 bar und der Druck p2a 1 bar. Grundsätzlich funktioniert die Mischvorrichtung 18a auch bei denselben Geschwindigkeiten und Drücken des ersten und des zweiten Medienstroms 12a, 16a.
Das flügellose Gebläse 20a weist einen Verteilerkanal 26a für den ersten Medienstrom 12a auf. Der Verteilerkanal 26a ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und erstreckt sich somit in einer Umfangsrichtung 72a über einen gesamten Umfang 74a des flügellosen Gebläses 20a. Das Gebläse 20a bildet eine Wandung 76a des Verteilerkanals 26a. Im gezeigten Ausführungsbeispiel haben das flügellose Gebläse 20a bzw. der Ring 60a einen Außendurchmesser 78a von 200 mm (vgl. FIG 3) . Eine Tiefe 80a des Gebläses 22a koaxial zur Achse 34a beträgt 30 mm, wobei der Verteilerkanal 26a um die Erstreckung der Wandung 76a schmäler ist.
Der erste Medienstrom 12a des Strömungsmediums 14a tritt in einer Strömungsrichtung 30a durch eine Ausnehmung 82a, die an einer Seite 84a des Gebläses 22a angeordnet ist, die in Rich- tung der ersten Zuführung 38a weist, in den Verteilerkanal
26a ein. Ferner weist das flügellose Gebläse 20a bzw. dessen Verteilerkanal 26a eine Öffnung 22a auf, wobei die Öffnung 22a vom Verteilerkanal 26a mit Strömungsmedium 14a versorgt wird. Die Öffnung 22a weist eine Öffnungsrichtung 28a auf, welche parallel bzw. koaxial zu der Achse 34a und der Strömungsrichtung 30a des ersten Medienstroms 12a ausgerichtet ist. Ferner ist die Öffnung 22a von einem ringförmigen
Schlitz gebildet, der sich entlang des Rings 60a des flügellosen Gebläses 20a erstreckt.
Wie in FIG 4 zu sehen ist, weist die Wandung 76a des flügellosen Gebläses 20a im Bereich der Öffnung 22a einen Innenwandbereich 86a und einen Außenwandbereich 88a auf, die in einer gefalteten Anordnung sich gegenüber angeordnet sind. Eine fiktive Erstreckungsfläche der Öffnung 22a erstreckt sich, ausgehend von einem Ende 90a des Innenwandbereich 86a, senkrecht zum gegenüberliegenden Außenwandbereich 88a und senkrecht zur Strömungsrichtung 30a bzw. Öffnungsrichtung 28a. Eine Erstreckung der Öffnung 22a entlang der Erstre- ckungsfläche vom Ende 90a zum gegenüberliegenden Außenwandbereich 88a ist zwischen 1 mm und 5 mm breit, bevorzugt 1,3 mm. In Strömungsrichtung 30a vor der Öffnung 22a ist ein zur Öffnung 22a hin konisch zulaufender Verengungsbereich 92a angeordnet, dadurch ist die Öffnung 22a dazu ausgebildet, dem flügellosen Gebläse 20a eine Wirkung als Düse 32a zu geben.
Im Bereich der Öffnung 22a und in Strömungsrichtung 30a des ersten Medienstroms 12a nach der Öffnung 22a ist eine Coanda- Fläche 24a angeordnet. Die Coanda-Fläche 24a verläuft symmet¬ risch zu der Achse 34a. Ferner schließen die Coanda-Fläche 24a und die Achse 34a einen Winkel von 15° ein. In Strömungsrichtung 30a nach der Coanda-Fläche 24a ist eine Leitfläche 94a angeordnet, die sich etwa über zweidrittel der Tiefe 80a des Gebläses 20a erstreckt. Die Leitfläche 94a und die generelle Gestaltung des flügellosen Gebläses 20a sind auf eine Form einer Tragfläche abgestimmt. Nach seinem Austritt aus der Öffnung 22a wird der erste Medienstrom 12a des Strömungsmediums 14a von der Coanda-Fläche 24a gelenkt und mischt sich mit dem zweiten Medienstrom 16a, der im Bereich der Öffnung 22a durch die Aussparung 62a des Rings 60a strömt. Die Leitfläche 94a unterstützt hierbei das gerichtete Ausströmen des ersten Medienstroms 12a. Somit treten die gemischten Medienströme 12a, 16a in Richtung des Innenraums 58a der Kabine 50a aus (vgl. FIG 2) .
Im Folgenden ist die Funktionsweise der Mischvorrichtung 18a anhand der FIG 2 bis 4 näher geschrieben. Die Strömungsmaschine 36a erzeugt den ersten Medienstrom 12a, der mittels der ersten Zuführung 38a der Mischvorrichtung 18a bzw. dem Verteilerkanal 26a des Gebläses 20a durch die Ausnehmung 82a zugeführt wird. Der erste Medienstrom 12a des Strömungsmedi- ums 14a wird vor seinem Austritt aus der Öffnung 22a erst im Verengungsbereich 92a und dann an der Öffnung 22a verengt.
Der Austritt des ersten Medienstroms 12a aus der Öffnung 22a generiert einen Unterdruck an der Ausnehmung 82a und führt zu einem zusätzlichen Ansaugen von Strömungsmedium 14a durch die Ausnehmung 82a in die Mischvorrichtung 18a. Das Strömen des ersten Medienstroms 12a über die Coanda-Fläche 24a und die Leitfläche 94a verstärkt den ersten Medienstrom 12a des Strömungsmediums 14a mittels des Coanda-Effekts . Auch der zweite Medienstrom 16a des Strömungsmediums 14a wird beeinflusst.
Dieser befindet sich bzw. strömt im Bereich der Öffnung 22a. Durch die unmittelbare Nähe der Öffnung 22a wir der zweite, z. B. warme Medienstrom 16a vom ersten, z. B. kalten Medien- ström 12a mitgerissen, wodurch ein Nachheizen der Kabine 50a beispielsweise durch ein Nachheizregister entfallen kann. Infolge des Mitreißens strömt der zweite Medienstrom 16a durch die Aussparung 62a, wobei ein Teil über die Leitfläche 94a strömen kann, und vereint sich mit dem ersten Medienstrom 12a zu einem Gesamtstrom 96a des Strömungsmediums 14a. Der Gesamtstrom 96a strömt nun in Strömungsrichtung 30a in den Innenraum 58a der Kabine 50a um diesen zu temperieren, insbesondere zu kühlen.
Höhere Geschwindigkeiten können durch Reduzierung des Winkels, der zwischen der Coanda-Fläche und der Achse einge¬ schlossen wird, erzielt werden. Ein kleinerer Winkel führt dazu, dass der Gesamtstrom in einer mehr fokussierten und di- rekteren Weise ausströmt. Solch ein Gesamtstrom wird mit einer höheren Geschwindigkeit und einer reduzierten Strömungsvolumenrate ausgestoßen. Umgekehrt kann eine größere Strömungsvolumenrate durch Vergrößerung des Winkels, der zwischen der Coanda-Fläche und der Achse eingeschlossen wird, erzielt werden. Hierbei wird die Geschwindigkeit des Gesamtstroms reduziert, wobei jedoch die Strömungsvolumenrate erhöht wird.
Die Dimensionen und Leistung der Vorrichtung 10a sind beispielsweise abhängig von der Art der verwendeten Strömungsma- schine und des Volumens des Raumes, der temperiert werden soll .
Anhand des Diagramms der FIG 5 wird nun eine Bedienung des Klimasystems 44a beschrieben. Ein Bediener 98a wählt an einer Einstelleinheit 46a, die beispielsweise von einem Touchpad gebildet ist, einen Parameter Tsona aus I. Dieser Parameter Tsolla stellt beispielsweise eine Wohlfühltemperatur für den Bediener 98a in der Kabine 50a dar. Dieser Parameter Tsona wird nun an ein Stellelement 100a oder mehrere Stellelemente 100a weitergeleitet II, III, die in Abhängigkeit von dem aus¬ gewählten Parameter Ts lia die Zustandsparameter Tla, pla, via des ersten Medienstroms 12a beeinflussen IV. Hierfür sind für jede Temperatur Tsona Wertetabellen der Zustandsparameter Tla, via, pla hinterlegt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Stellelement 100a auch einen Betriebsparameter Bla der Misch¬ vorrichtung 18a beeinflussen V. Durch diese Beeinflussung wird der erste Medienstrom 12a und/oder die Position der Mischvorrichtung 18a so eingestellt oder verändert, dass nach dem Austritt des ersten Medienstroms 12a aus der Öffnung 22a der Mischvorrichtung 18a, dem Lenken des ersten Medienstroms 12a mittels der Coanda-Fläche 24a der Mischvorrichtung 12a und dem Mischen des ersten Medienstroms 12a mit dem zweiten Medienstrom 16a der Parameter Tista bzw. die Wohlfühltempera¬ tur in der Kabine 50a eingestellt ist VI.
Der erwünschte Parameter Tsona kann für jede Kabine 50a sepa¬ rat ausgewählt werden und wird von den Vorrichtungen 10a, 10a' bzw. der jeweiligen Mischvorrichtung 18a individuell für jede Kabine 50a eingestellt.
In der FIG 6 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10a dargestellt. Im Wesentlichen sind gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Aus¬ führungsbeispiele die Buchstaben a und b hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den FIG 1 bis 5, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den FIG 1 bis 5 verwiesen werden kann. Das Ausführungsbeispiel der FIG 6 unterscheidet sich von dem der FIG 1 bis 5 darin, dass eine Vorrichtung 10b eine erste Zuführung 38b eines ersten Medienstrom 12b eines Strömungsme¬ diums 14b und eine zweite Zuführung 40a eines zweiten Medien¬ strom 16b aufweist, wobei diese als zwei separat voneinander ausgebildete Rohre 102b, 104b gestaltet sind. Die Rohre 102b, 104b verlaufen parallel zu einer Achse 34b. Das erste Rohr 102b der ersten Zuführung 38b mündet in einer Hülse 106b, die in Richtung des zweiten Rohrs 104b abgeschlossen ausgeführt ist und von dem zweiten Rohr 104b durchgriffen wird. Ferner ist in der Hülse 106b an einer dem zweiten Rohr 104b gegenüberliegenden Seite eine Mischvorrichtung 18b über eine Dichtung 70b axial verschiebbar eingebracht. Die erste Zuführung 38b führt den ersten Medienstrom 12b durch eine Ausnehmung 82b einem Verteilerkanal 26b der Mischvorrichtung 18b zu. Diese ist als flügelloses Gebläse 20b mit einer Öffnung 22b und einer im Bereich der Öffnung 22b angeordneten Coanda- Fläche 24b ausgebildet. Der erste Medienstrom 12b mischt sich nach seinem Austritt aus der Öffnung 22b und seiner Lenkung mittels der Coanda-Fläche 24b mit dem zweiten Medienstrom 16b, der nach einer Zuleitung durch die zweite Zuführung 40b im Bereich der Öffnung 22b strömt. Ein Gesamtstrom 96b des ersten und des zweiten Medienstroms 12b, 16b wird in Strömungsrichtung 30b bzw. in einer Öffnungsrichtung 28b der Öffnung 22b in einen Innenraum 58b einer Kabine 50b ausgeblasen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10a, 10b) zum Mischen eines ersten Medienstroms (12a, 12b) eines Strömungsmediums (14a, 14b) und eines zweiten Medienstroms (16a, 16b) des Strömungsmediums (14a, 14b) , wobei eine Temperatur (Tla, Tlb) des ersten Medien¬ stroms (12a, 12b) unterschiedlich zu einer Temperatur (T2a, T2b) des zweiten Medienstroms (16a, 16b) ist, und mit zumindest einer Mischvorrichtung (18a, 18b),
dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (18a, 18b) als ein flügelloses Gebläse (20a, 20b) ausgebildet ist, wel¬ ches zumindest eine Öffnung (22a, 22b) und eine im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) angeordnete Coanda- Fläche (24a, 24b) aufweist, wobei der erste Medienstrom (12a, 12b) aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) austritt und von der Coanda-Fläche (24a, 24b) lenkbar ist, wobei der zweite Medienstrom (16a, 16b) im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) strömt, und wobei der erste Medienstrom (12a, 12b) nach seinem Austritt aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) mit dem zweiten Medienstrom (16a, 16b) mischbar ist .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem bestimmungsgemäßen Ar- beitsbetrieb der Mischvorrichtung (18a, 18b) die Temperatur
(Tla, Tlb) des zweiten Medienstroms ( 16a, 16b), welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) strömt, höher ist als die Temperatur (T2a, T2b) des ersten Medienstroms (12a, 12b) , welcher aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) austritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung (18a, 18b) eine Geschwin- digkeit (via, vlb) des zweiten Medienstroms (16a, 16b), welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) strömt, niedriger ist als eine Geschwindigkeit (v2a, v2b) des ersten Medienstroms (12a, 12b), welcher aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) austritt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem bestimmungsgemäßen Arbeitsbetrieb der Mischvorrichtung (18a, 18b) ein Druck (pla, plb) des zweiten Medienstroms (16a, 16b), welcher im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) strömt, niedriger ist als ein Druck (p2a, p2b) des ersten Medienstroms (12a, 12b) , welcher aus der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) austritt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flügellose Gebläse (20a, 20b) zumindest einen Verteilerkanal (26a, 26b) für zumindest den ersten Medienstrom (12a, 12b) aufweist, wobei der Verteilerkanal (26a, 26b) die zumindest eine Öffnung (22a, 22b) mit Strömungsmedium (14a, 14b) versorgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (22a, 22b) eine Öffnungsrichtung (28a, 28b) aufweist, welche im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung (30a, 30b) des ersten Medienstroms (12a, 12b) ausgerichtet ist und/oder dass die zumindest eine Öffnung (22a, 22b) dazu ausgebildet ist, dem flügellosen Gebläse (20a, 20b) eine Wirkung als eine Düse (32a, 32b) zu geben.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Coanda-Fläche (24a, 24b) in Strömungsrichtung (30a, 30b) des ersten Medienstroms (12a, 12b) nach der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) angeordnet ist .
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Coanda-Fläche (24a, 24b) symmetrisch zu einer Achse (34a, 34b) verläuft und/oder dass die Coanda-Fläche (24a, 24b) und die Achse (34a, 34b) einen Winkel zwischen 7°und 20° und insbesondere von 15° einschließen .
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flügellose Gebläse (20a, 20b) ringförmig ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Strömungsmaschine (36a, 36b) , die den ersten Medienstrom (12a, 12b) erzeugt und/oder mittels der zumindest ein Zustandsparameter (Tla, Tlb; pla, plb; via, vlb) des ersten Medienstroms (12a, 12b) einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Zuführung (38a) für den ersten Medienstrom (12a) und eine zweite Zuführung (40a) für den zweiten Medienstrom (16a), wobei die erste Zuführung (38a) und die zweite Zuführung (40a) als ein doppelwandiges Rohr (42a) ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flügellose Gebläse (20a, 20b) relativ zu einer Zuführung (38a, 38b; 40a, 40b) , die den ersten Medienstrom (12a, 12b) und/oder den zweiten Medien- ström (16a, 16b) der Mischvorrichtung (18a, 18b) zuführt, axial verschiebbar angeordnet ist.
13. Verfahren zum Mischen eines ersten Medienstroms (12a, 12b) eines Strömungsmediums (14a, 14b) und eines zweiten Me- dienstroms (16a, 16b) des Strömungsmediums (14a, 14b), wobei eine Temperatur (Tla, Tlb) des ersten Medienstroms (12a, 12b) unterschiedlich zu einer Temperatur (T2a, T2b) des zweiten Medienstroms (16a, 16b) ist, unter Verwendung einer Vorrichtung (10a, 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Medienstrom (12a, 12b) aus zumindest einer Öffnung (22a, 22b) einer Mischvorrichtung (18a, 18b) ausgeblasen und von einer im Bereich der zumindest einen Öffnung (22a, 22b) angeordneten Coanda-Fläche (24a, 24b) gelenkt wird, und wobei der erste Medienstrom (12a, 12b) nach seinem Austritt aus der zumindest einen Öffnung (22a,
22b) mit dem zweiten Medienstrom (16a, 16b) gemischt wird.
14. Klimasystem (44a, 44b) mit zumindest zwei Vorrichtungen (10a, 10b; 10a' , 10b' ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12.
15. Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems (44a, 44b) nach Anspruch 14 mit zumindest zwei Vorrichtungen (10a, 10b; 10a', 10b') nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter (Tsona, Tsonb) an einer Einstelleinheit (46a, 46b) ausgewählt wird, in Abhängigkeit von diesem Parameter (Tsona, Tsonb) ein Zustandspara- meter (Tla, Tlb; pla, plb; via, vlb) eines ersten Medien¬ stroms (12a, 12b) beeinflusst wird und/oder ein Betriebspara¬ meter (Bla, Blb) einer Mischvorrichtung (18a, 18b) beeinflusst wird, sodass nach einem Austritt des ersten Medienstroms (12a, 12b) aus zumindest einer Öffnung (22a, 22b) ei- ner Mischvorrichtung (18a, 18b), einem Lenken des ersten Medienstroms (12a, 12b) mittels der Mischvorrichtung (12a, 12b) und einem Mischen des ersten Medienstroms (12a, 12b) mit einem zweiten Medienstrom (16a, 16b) der Parameter (Tista, Tistb) eingestellt wurde.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5846617B2 (ja) * 2012-07-24 2016-01-20 学校法人福岡大学 流体搬送装置および流体搬送方法
DE102013111175B3 (de) * 2013-10-09 2014-09-04 Dr. Schneider Kunststoffwerke Gmbh Luftausströmer
US20170067689A1 (en) * 2014-03-27 2017-03-09 Halliburton Energy Services, Inc. Pumping equipment cooling system
US11168951B2 (en) * 2016-07-14 2021-11-09 General Electric Company Entrainment heat exchanger
FI127731B (fi) * 2016-09-07 2019-01-15 Macgregor Finland Oy Menetelmä ja laitteisto lämpötilan ja ilmavirtauksen säätämiseksi konttilaivan kannella
CN111867915B (zh) * 2018-03-15 2023-01-20 西门子交通有限公司 混合器以及用于对轨道交通工具进行空气调节的装置
PL426033A1 (pl) 2018-06-22 2020-01-02 General Electric Company Płynowe pompy strumieniowe parowe, a także układy i sposoby porywania płynu przy użyciu płynowych pomp strumieniowych parowych
JP6711383B2 (ja) * 2018-09-28 2020-06-17 ダイキン工業株式会社 渦輪発生装置
CN114364879A (zh) * 2019-06-07 2022-04-15 比肯灯饰国际有限公司 气流装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040194484A1 (en) * 2002-11-07 2004-10-07 Shazhou Zou Affordable and easy to install multi-zone HVAC system
WO2006096833A2 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Kelix Heat Transfer Systems, Llc Coaxial-flow heat transfer structures for use in diverse applications
US20090060710A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Dyson Technology Limited Fan
GB2466058A (en) * 2008-12-11 2010-06-16 Dyson Technology Ltd Fan nozzle
GB2468369A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly with heater
GB2468328A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly with humidifier
GB2468312A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1040834A (fr) * 1951-07-13 1953-10-19 Installation pour l'aspiration de peinture, de vapeur nocive et autres
US3795367A (en) * 1973-04-05 1974-03-05 Src Lab Fluid device using coanda effect
US4373344A (en) * 1977-05-18 1983-02-15 Airco, Inc. Methods and apparatus for producing refrigeration
JPH0660640B2 (ja) * 1985-09-09 1994-08-10 清之 堀井 管路に螺旋流体流を生成させる装置
US4726195A (en) * 1986-08-22 1988-02-23 Air Products And Chemicals, Inc. Cryogenic forced convection refrigerating system
DE102006030662A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-17 Peter Fuchs Vorrichtung-ausgebildet als Deckenluftauslass für Lüftungs- und Klimaanlagen
GB2484276A (en) * 2010-10-04 2012-04-11 Dyson Technology Ltd A bladeless portable fan

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040194484A1 (en) * 2002-11-07 2004-10-07 Shazhou Zou Affordable and easy to install multi-zone HVAC system
WO2006096833A2 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Kelix Heat Transfer Systems, Llc Coaxial-flow heat transfer structures for use in diverse applications
US20090060710A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Dyson Technology Limited Fan
GB2466058A (en) * 2008-12-11 2010-06-16 Dyson Technology Ltd Fan nozzle
GB2468369A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly with heater
GB2468328A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly with humidifier
GB2468312A (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Dyson Technology Ltd Fan assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REBA: "Scientific American", June 1966, pages: 84 - 92

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