DE1259075B

DE1259075B - Luftverteilungseinheit fuer Klimaanlagen

Info

Publication number: DE1259075B
Application number: DEC28418A
Authority: DE
Inventors: Richard Albert Church; Joseph Blanchette; James Hammond Paris
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1962-11-09
Filing date: 1962-11-15
Publication date: 1968-01-18
Also published as: CH406573A; FR1339258A; GB1018813A

Description

Luftverteilungseinheit für Klimaanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftverteilungseinheit für Klimaanlagen mit einer Leitung zur Zuführung aufbereiteter Luft, wenigstens einer Luftspeicherkammer, die mit .der Zufuhrleitung verbunden ist und einen in Längsrichtung verlaufenden Auslaßschlitz aufweist, einer Regelvorrichtung, mit welcher die auszutragende Luftmenge regelbar ist, sowie einer den Auslaßschlitz begrenzenden, den austretenden Luftstrom im wesentlichen waagerecht ablenkenden Ablenkvorrichtung, und auf ein Verfahren zum Regeln des Luftdurchsatzes in einer Luftverteilungseinheit.
Oft ist es zweckmäßig, den »äußeren« und den »inneren« Bereich eines Gebäudes mit verschiedenen Klimaanlagen zu klimatisieren. Der Außenbereich eines Gebäudes (bis etwa 5 m Tiefe) ist verhältnismäßig großen Temperaturschwankungen unterworfen, hauptsächlich wegen der sich dauernd ändernden Wärmeabgabe bzw. -aufnahme der Außenwände. Es gibt eine Anzahl von Klimaanlagen, welche zum Ausgleich großer Temperaturschwankungen geeignet sind.
Vom Innenbereich eines Gebäudes nimmt man im allgemeinen an, daß seine klimatischen Bedingungen, die im wesentlichen von der Beleuchtung, den im Raum aufgestellten Maschinen und den sich darin befindenden Menschen abhängen, kaum Schwankungen unterliegen. Zur Klimatisierung eines Innenbereiches werden daher gewqhnlich Klimaanlagen verwendet, deren Luftdurchsatz konstant bzw. nur von Hand veränderbar ist. Bei solchen Klimaanlagen wird die Luft mit Hilfe von Luftverteilungseinheiten in die zu klimatisierenden Räume geleitet. Eine Luftverteilungseinheit besteht im allgemeinen aus einer Zufuhrleitung, einer mit ihr in Verbindung stehenden Speicherkammer, einem in Längsrichtung verlaufenden Auslaßschlitz und einer Ablenkvorrichtung, welche die aus dem Auslaßschlitz austretende Luft in eine ungefähr waagerechte Richtung umlenkt.
Die Verwendung derartiger Klimaanlagen stellt jedoch nur eine Kompromißlösung dar. In Wirklichkeit ändern sich die klimatischen Bedingungen des Innenbereiches eines Gebäudes oft stärker als ursprünglich angenommen wurde, wenn auch innerhalb engerer Grenzen als im Außenbereich. Steht etwa ein Raum längere Zeit leer, wobei die Beleuchtung ausgeschaltet ist und etwa im Raum vorhandene Maschinen stillgesetzt sind, so nähert sich die Raumtemperatur der Temperatur der klimatisierten Luft, die z. B. unter 15° C liegen kann. Auch der entgegengesetzte Fall ist denkbar: Wenn sich z. B. die Wärmezufuhr zu dem Raum erhöht, etwa durch Einbau weiterer Maschinen, so ist die eingebaute Klimaanlage oft nicht mehr in der Lage, die gewünschten klimatischen Bedingungen einzuhalten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine automatisch regelbare Luftverteilungseinheit zu schaffen, die in einem gewissen Ausmaß Änderungen der für die Klimatisierung maßgebenden Bedingungen ausgleicht und im Hinblick auf die Kosten gegenüber bekannten nicht regelbaren Luftverteilungscinheiten wettbewerbsfähig ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt dadurch, daß der Auslaßschlitz einerseits von der Kante der Bodenwand der Luftspeicherkammer und andererseits von einem aufblasbaren pneumatischen Ventil begrenzt ist, dessen aufblasbares Teil sich über die Länge des Auslaßschlitzes erstreckt und nach oben in die Luftspeicherkammer und nach unten in einen einen Teil des Auslasses bildenden Schalldämpfungsraum hineinragt und mit einer Steuerkammer in Verbindung steht, welche einen von Meßwerten abhängigen Druck aufweist, mit dem das aufblasbare Teil zur geregelten Drosselung des Auslaßschlitzdurchganges beaufschlagt wird.
Pneumatische Ventile an sich sind schon bekannt. Sie wurden jedoch bisher nur in Rohrleitungen verwendet. Bei der Erfindung ist dagegen das aufblasbare Teil des pneumatischen Ventils entlang des in Längsrichtung verlaufenden Auslaßschlitzes angeordnet, was den wesentlichen Vorteil bietet, daß die aufbereitete Luft gleichmäßig über die gesamte Länge des Auslaßschlitzes in den Raum einströmt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Luftverteilungseinheit nach der Erfindung, F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch das pneumatische Ventil der Luftverteilungseinheit, F i g. 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht mehrerer Luftverteilungseinheiten, die mit der Quelle der klimatisierten Luft in Verbindung stehen.
F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine Luftverteilungseinheit 2. Zur Luftverteilungseinheit gehört ein Leitungsabschnitt 3, der von der Decke 4 und den Seitenwänden 5 und 6 gebildet wird. Der Leitungsabschnitt 3 ist von dem Luftverteilungsabschnitt 12 durch eine untere Wand 7 getrennt.
Der Luftverteilungsabschnitt 12 umfaßt die Luftspeicherkammern 13 und 13', welche auf den entgegengesetzten Seiten eines aufblasbaren pneumatischen Ventils 15 angeordnet sind. Die Luftspeicherkammer 13 wird von einem Abschnitt der Wand 22 und der Wand 7 und von der unteren Wand 10 begrenzt. Ganz entsprechend wird die Luftspeicherkammer 13' durch einen Abschnitt der Wand 7 und der Wand 23 und von der unteren Wand 10' begrenzt. In der Wand 7 sind entlang der von der Wand 7 mit den Wänden 5 und 6 gebildeten Ecken Öffnungen 8 angebracht, durch welche aufbereitete Luft vom Leitungsabschnitt 3 in die Luftspeicherkammer gelangt. Mit den Öffnungen 8 sind eine Anzahl von Leitschaufeln 9 verbunden, welche in die Luftspeicherkammern 13 und 13' hineinragen. Die Leitschaufeln haben die Aufgabe, die aus dem Leitungsabschnitt kommende Strömung zu verzögern und innerhalb der Luftspeicherkammern 13 und 13' einen Teil ihrer Bewegungsenergie in Druckenergie umzuwandeln.
Die Luft strömt von den Kammern 13 und 13' durch Längsschlitze, die von den Rändern der Wände 10 und 10' und dem gegenüberliegenden aufblasbaren Teil 50 des pneumatischen Ventils 15 gebildet werden. Das pneumatische Ventil wird noch genauer beschrieben.
Die aus den Luftspeicherkammern ausströmende Luft dehnt sich im Bereich der schräg angeordneten Wände 26 und 27 aus. Die Wände 26 und 27 können perforiert sein, so daß die Abströmseite der Längsschlitze mit den Schalldämpfungsräumen 16 bzw. 16' in Verbindung steht. Der Raum 16 wird von den Wänden 10, 22, 20 und der perforierten Wand 26 gebildet. Der zweite Schalldämpfungsraum 16' wird von den Wänden 10', 23, 21 und der perforierten Wand 27 gebildet. Diese Räume sind mit schalldämpfendem Material, wie z. B. Glaswolle, gefüllt.
Das pneumatische Ventil 15 ist an der Wand 7 mit einem geeigneten Füllstück 70 befestigt. Vom unteren Abschnitt des pneumatischen Ventils 15 hängt eine Ablenkvorrichtung 30, welche die aus den entsprechenden Luftspeicherkammern ausströmende Luft ungefähr waagerecht, parallel zu den Wänden 20 und 21, ablenkt. Die Ablenkvorrichtung besteht normalerweise aus zwei winklig zueinander angeordneten Platten 33 und 34 und aus zwei Umlenkplatten 31 und 32, welche mit den gegenüberliegenden Wänden 26 und 27 Längsschlitze bilden. Um zur Schalldämpfung beizutragen, sind die Umlenkplatten 31 und 32 im allgemeinen an ihrer Oberfläche aufgerauht.
Oft ist eine ganze Anzahl von Einheiten, z. B. 20, über der Länge eines Raumes fortlaufend angeordnet, manchmal sind jedoch nur zwei oder drei Einheiten getrennt voneinander im Raum untergebracht. Aus diesem Grund sind die Einheiten so konstruiert, daß sie leicht zusammengebaut und auseinandergenommen werden können, indem die Luftverteilabschnitte 12 mit Hilfe der Abkantungen 24 und 25 einfach in entsprechenden, hier nicht gezeigten Abkantungen der Wände 5 und 6 verschoben werden.
F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des pneumatischen Ventils mit einer Regelanlage.-Die Wände 10 und 10' ragen über die Verbindungsstelle mit den Wänden 26 und 27 hinaus. Die so gebildeten Ränder bilden mit dem aufblasbaren Teil 50 des pneumatischen Ventils eine Drosselstelle für die aus der Luftspeicherkammer ausströmende Luft. Das pneumatische Ventil weist eine aus den Wänden 41, 42, 43 und 44 gebildete Kammer 40 auf, die vom aufblasbaren Teil 50 umhüllt ist. Das Teil 50 besteht aus einem mit elastomerem Material imprägnierten Gewebe, beispielsweise einem mit polymerisiertem Butadien überzogenen oder imprägnierten Nylongewebe.
Im oberen Abschnitt der in die Luftspeicherkammern 13 und 13' hineinragenden Wände 41 und 42 befinden sich Öffnungen 45 und 46. In der Kammer 40 wird ein Steuerdruck aufrechterhalten, der geringer ist als der in der Leitung 3 und den Luftspeicher kammern 13 und 13' herrschende Druck. Dadurch gelangt Steuerluft durch die Öffnungen 45 und 46 zwischen die Membran 50 und die Oberflächen 41 und 42.
Da in der Luftspeicherkammer ein höherer Druck herrscht als in der Kammer 40, liegt der obere Teil der Membran an den Oberflächen 41 und 42 an, Im Bereich der perforierten Wände 26 und 27 vermindert sich jedoch der Druck der aus der Luftspeicherkammer ausströmenden Luft. Dadurch kann sich der untere Abschnitt der Membran 15 ausdehnen. Die spezielle Anordnung der Membran gewährleistet eine stabile Betriebsweise des Ventils und vermeidet den üblichen Fehler von pneumatischen Ventilen, nämlich das Flattern der Membran.
Außerdem ist in F i g. 2 gezeigt, wie der Luftdruck in der Kammer 40 geregelt wird. Zur Betätigung des Ventils wird die in der Anlage umlaufende Luft verwendet. Vom Leitungsabschnitt 3 geht eine Leitung 51 aus, in der sich eine Verengung 52 zur Einschnürung der Luft befindet. Zur Betätigung des Ventils könnte auch die in den Luftspeicherkammern 13 und 13' befindliche Luft verwendet werden. Von der Verengung 52 führt die Leitung 53 in die Steuerkammer 40. Außerdem ist die Leitung 53 über eine Leitung 54 mit der Druckregelvorrichtung 55 verbunden.
Die Druckregelvorrichtung 55 besteht aus einem Gehäuse 58 mit einer Öffnung 62. Innerhalb des Gehäuses 58 befindet sich ein Kolben 60 mit einer öffnung 61, welche bei der Kolbenbetätigung eine Verbindung von veränderlichem Querschnitt zwischen der Leitung 54 und der Öffnung 62 im Gehäuse 58 herstellt. Die Öffnung 62 mündet in die Kammer 13. Das Gehäuse 58 ist über die Leitung 57 mit dem Leitungsabschnitt 3 verbunden. Der im Leitungsabschnitt 3 herrschende Druck wirkt auf den Kolben entgegen der Kraft der Feder 63.
Damit das pneumatische Ventil auf die Temperatur des zu klimatisierenden Raumes 28 anspricht, ist der Leitungsabschnitt 3 mit der Steuerkammer 40 durch eine Leitung 65, in der sich ein thermostatisches Ventil 66 befindet, verbunden. Das thermostatische Ventil 66 steht über die Leitung 67 mit einem Thermofühler 68 in Verbindung. Der Thermofühler spricht auf die Raumtemperatur an und verändert die Öffnung des Ventils 66, um den Druck in der Steuerkammer 40 zu regeln.
Der Druck in der Steuerkammer 40 ist stets geringer als der Druck im Leitungsabschnitt, weil die Steuerkammer durch die Druckregelvorrichtung entlüftet wird.
F i g. 3 zeigt mehrere aneinandergesetzte Einheiten 2, 2' und 2", die oberhalb der Decke 80 angeordnet sind und sich in den Raum 28 öffnen. Der obere Abschnitt der Einheiten ist teilweise geschnitten, um die Öffnungen 8 zu zeigen. Die Einheiten sind über eine Leitung 75 mit der Aufbereitungsstation 90 der Anlage verbunden. Die Aufbereitungsstation besteht normalerweise aus Jalousien 91 zum Steuern des Gemisches aus verbrauchter Luft und frischer Außenluft, einem Vorwärmer 92, Sprühvorrichtungen 93, einer Kühlschlange 94, einer Heizschlange 95 und einem Gebläse 96.
Beim Betrieb der Anlage tritt die Luft in die Aufbereitungsstation 90 ein, wird erwärmt, gekühlt und/ oder angefeuchtet und vom Gebläse 96 durch die Leitung 75 in die Leitungsabschnitte der Einheiten weitergeleitet. Die Luft gelangt dann durch die öffnungen 8 und die Leitschaufeln 9 in die entsprechenden Luftspeicherkammern 13 und 13'. Von hier aus strömt die Luft durch die vom pneumatischen Ventil und den Rändern der Wände 10 und 10' gebildeten Längsschlitze zur Ablenkvorrichtung 30, von wo aus sie in den Raum 28 eintritt.
Selbstverständlich könnten die Luftspeicherkammern 13 und 13' untereinander verbunden sein; in solch einem Fall wäre das Füllstück 70 entfernt.

Claims

Patentansprüche: l.. Luftverteilungseinheit für Klimaanlagen mit einer Leitung zur Zuführung aufbereiteter Luft, wenigstens einer Luftspeicherkammer, die mit der Zufuhrleitung verbunden ist und einen in Längsrichtung verlaufenden Auslaßschlitz aufweist, einer Regelvorrichtung, mit welcher die auszutragende Luftmenge regelbar ist, sowie einer den Auslaßschlitz begrenzenden, den austretenden Luftstrom im wesentlichen waagerecht ablenkenden Ablenkvorrichtung, d a d u r c h g e -k ,e n n z e i c h n e t, daß der Auslaßschlitz einerseits von der Kante einer Bodenwand (10, 10') der Luftspeicherkammer (13, 13') und andererseits von einem an sich bekannten aufblasbaren pneumatischen Ventil (50) begrenzt ist, dessen aufblasbares Teil (50) sich über die Länge des Auslaßschlitzes erstreckt und nach oben in die Luftspeicherkammer (13, 13') und nach unten in einen einen Teil des Auslasses bildenden Schalldämpfungsraum hineinragt und mit einer Steuerkammer (40) in Verbindung steht, welche einen von Meßwerten abhängigen Druck aufweist, mit dem das aufblasbare Teil (50) zur geregelten Drosselung des Auslaßschlitzdurchganges beaufschlagt wird.
2. Luftverteilungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (52), mit der der Druck in der Steuerkammer (40) geringer gehalten wird als der Druck in der Zufuhrleitung (3).
3. Luftverteilungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in die Luftspeicherkammer (12) hineinragenden Wandabschnitt (41, 42) der Steuerkammer (40) wenigstens eine Öffnung (45, 46) vorgesehen ist.
4. Luftverteilungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerkammer (40) gegenüberliegende Wand (26, 27) des Schalldämpfungsraumes vom Auslaßschlitz schräg nach unten verläuft.
5. Luftverteilungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand, welche die Zufuhrleitung (3) von der Luftspeicherkammer (13, 13') trennt, Öffnungen (8) angeordnet sind und daß sich in der Luftspeicherkammer anschließend an diesen Öffnungen Leitschaufeln (9) zur Verzögerung der Luft befinden.
6. Verfahren zum Regeln des Luftdurchsatzes einer Luftverteilungseinheit, welche eine Luftspeicherkammer, einen schlitzähnlichen Auslaß und ein aufblasbares Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß aufbereitete Luft unter einem bestimmten Druck in die Luftspeicherkammer geleitet wird, daß der Druck in dem aufblasbaren Teil niedriger gehalten wird als der Druck in der Luftspeicherkammer, so daß der dem Druck in der Luftspeicherkammer ausgesetzte Abschnitt des aufblasbaren Teils schlaff ist, und daß sich die aus dem Auslaßschlitz austretende Luft ausdehnt auf einen Druck, der niedriger ist als der Druck im aufblasbaren Teil, so daß der im Auslaßbereich befindliche Abschnitt des aufblasbaren Teils sich aufbläht, wodurch die aus der Luftspeicherkammer austretende Luftmenge geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 538 837; USA.-Patentschriften Nr. 2 363 294, 2 422 560, 2 564 334, 2 598 207, 2 687145, 3 001464.