DE3025342A1

DE3025342A1 - Vorrichtung zur belueftung von arbeitsraeumen, insbesondere von fabrikhallen

Info

Publication number: DE3025342A1
Application number: DE19803025342
Authority: DE
Inventors: Urs Biel Thomann
Original assignee: ENIG ENERGIEBERATUNG INNOVATIO
Current assignee: ENIG ENERGIEBERATUNG INNOVATIO
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-01-28

Description

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Belüftung von Arbeitsräümen, insbesondere von Fabrikhallen, mit-einem kastenförmigen Gehäuse, an dem sich ein Anschlußstutzen für eine Zuluft-Zuführungsleitung und Aus— Blasöffnungen für Zuluft befinden.

Mit bekannten Belüftungsanlagen,_ in denen die Zuluft nicht gekühlt wird, ist es. oft nicht moglieh_r während der warmen Jahreszeit ein zuträgliches Raumklima zu erzeugen. Lüftungsanlagen werden im allgemeinen so e-inge-

IQ stellt, daß während:der kalten Jahreszeit und der Übergangszeit (Außen—Lufttemperaturen von - 15- ⁰C bis + 22 ⁰CX kein unangenehmer Zug entsteht. Diese=-Einstellung· hat jedoch zur Folge, daß während der warmen Jahreszeit bei den dann entstehenden hohen RaumtemOeraturen die Luftströmung

15- zu schwach ist, um eine anisreichende Verdunstungskühlung der arbeitenden Menschen zu bewirken. Zuträgliche Verhältnisse können mit Lüftungsanlagen ohne Kühlung nur dann eingehalten werderr_£ wenn die Stärke der Luftströmung der Raumtemperatur und: der Wärmebelastung des Raumes angepaßt

2Ό wirdT. Während" der warmen Jahreszeit muß- die Strömungsgeschwindigkeit deir Luft int Arbeitsbereich" etwa 0,25 bis • 0,35 m/see. betragen, während in der kalten Jahreszeit Geschwind! gkeiten von 0,15 bis 0,20 m/sec. angebracht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr sowohl in der warmen Jahreszeit als auch in der kalten .Tahresaeit zuträgliche Luftströmungen erzeugt werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch Haupt-Ausblasöffnungen, unterhalb der Haupt-Ausblasöffnungen angeordnete erste Neben-Ausblasöffnungen, die im wesentlichen horizontal ausblasen, unterhalb der ersten Neben-Ausblasöffnungen angeordnete zweite Neben-Ausblasöffnungen, die schräg nach unten ausblasen, wobei die zweiten Neben-Ausblasöffnungen in einen Raum (unterer Nebenraum) münden, der über eine mittels eines steuerbaren Ventils verschließbare öffnuna mit dem übrigen Innenraum des Gehäuses verbunden ist.

Während der kalten Jahreszeit ist das Ventil zum unteren Nebenraum geschlossen, so daß nur aus den ersten Neben-Ausblasöf fnungen horizontale Luftstrahlen austreten, die sich zu einem flächenförmigen, im wesentlichen hori-

^O zontalen kräftigen Strahl vereinigen. Dieser horizontale Strahl hält diejenige Zuluft, die aus den Haupt-Ausblasöffnungen austritt, im oberen Bereich des Raumes, so daß im Arbeitsbereich, also im unteren Bereich des Raumes, keine unangenehm hohen Luftgeschwindigkeiten entstehen. Während der warmen Jahreszeit (Sommerbetrieb) ist das Ventil geöffnet, so daß auch die unteren Neben-Ausblasöf fnungen mit Luft versorgt werden, die schräg nach unten gerichtete Strahlen bildet. Dadurch wird auch die aus den Haupt-Ausblasöffnungen austretende Zuluft nach unten in den Arbeitsbereich des Raumes gelenkt, so daß dort relativ hohe Luftgeschwindigkeiten entstehen und so die nötige Verdunstungskühlung der arbeitenden Menschen möglich ist. Man kann mit Hilfe der Erfindung bei gleichen

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Luftmengen verschieden hohe Strömungsgeschwindigkeiten im Arbeitsbereich erzielen.

Besondexs intensiv ist die beschriebene Lenkwirkung, die tlie aus den Neben-Ausblasöffnungen austretende Luft ausübt, dann, wenn vor den Neben-Ausblasöffnungen ein höherer Druck herrscht als vor den Haupt-Ausblasöffnungen. In den Ansprüchen 2 und 3 sind Mittel, um dies auf einfache Weise zu erreichen, beschrieben. Gemäß Anspruch 2 ,wird ein schon in der über den Anschlußstutzen

1Ό zugeführten Luft herrschender Druck den Neben-Ausblasöffnungen in voller Höhe zugeführt, während vor den Haupt-Ausblasöffnungen tier Druck durch Drosselung herabgesetzt wird. Die Drosselung ist mit einem Energieverlust verbunden. Hinsichtlich des -Energieaufwandes günstiger

1-5 ist die Lösung nach Anspruch 3, gemäß der die Luft nur mit einem so hohen Druck zugeführt wird, daß der Druck für das Ausblasen durch die Haupt-Ausblasöffnungen genügt, während derjenige Luftanteil, der durch die Neben-Ausblasöf fnungen ausgeblasen werden soll, dadurch gewonnen wird, daß mittels eines Gebläses eine Druckerhöhung stattfindet. Die Vorrichtung nach Anspruch 3 hat also Vorteile hinsichtlich des Energieverbrauches und Anspruch 2 Vorteile hinsichtlich des Bauaufwandes.

Ein Auffangtrichter nach Anspruch 4 ist vor allem dann vorteilhaft, wenn auf ein Druckerhöhungsgebläse verzichtet wird. In diesem Fall nämlich wird die dynamische Energie des Luftstromes teilweise zur Druckerhöhung im ■ unteren Nebenraum ausgenutzt.

Vorzugsweise erfolgt die Aufteilung der Luft gemäß Anspruch 5. Es sind jedoch auch Aufteilungen in anderen Mengenverhältnissen möglich. Als generelle Regel kann

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angegeben werden, daß durch die Haupt-Ausblasöffnungen mehr Zuluft in den Raum gelangen soll als über die Neben-Ausblasöffnungen.

In den Ansprüchen 6 bis IQ- sind vorteilhafte Ausbildungen für die Gestaltung der Ausblasöffnungen angegeben. Sowohl Kugeldüsen (Anspruch 8) als auch biegsame Düsen (Anspruch. 9) gestatten eine beliebige Lenkung der Luftstrahlen_r so daß die Vorrichtung gut an-die jeweiligen Raumverhältnisseangepaßt werden: kann. Diese Anpassung erfolgt in der Regel nur bei der Installation der Vorrichtung. Betriebsmäßige Verstellungen der Düsen sind nicht vorgesehen.

Das Ventil !kann mittels eines Raumthermostaten gesteuert werden (Anspruch T1). Wenn die Raumthermpatur eine gewisse Höhe erreicht, wird das Ventil geöffnet,, was eine Sblen-■j5 kung der Zuluft in den Arbeitsbereich zur Folge-hat.

In der Zeichnung sand Ausführungsbeispiele- der Erfindungschematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. X einen Verfikalschnitt durch einen Arbeitsraum,

in dem eine, erfindungsgemäße Vorrichtung 2Q- installiert ist,

Fig. 2 einen Grundriß- der Vorrichtung, an dem dargestellt ist_r wie die Luftstrahlen geformt werden- können,

Firg:. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung, ebenfalls mit Darstellung von Luft strahlen ,-

Fig. 4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in genauerer Darstellung entsprechend dem Pfeil IV in Fig. 5^

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung entsprechend den Linien VI-VI in den Fig. 5 und 7,

Fig. 7 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung

nach den Linien VII-VII in den Fig. 4 und 6 und

Fig. 8 einen der Fig. 6 entsprechenden Vertikalschnitt bei einer anderen Ausführungs-₍1 0 form der Erfindung.

In einem insgesamt mit R bezeichneten Arbeitsraum ist eine insgesamt mit V beschriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet. Im allgemeinen werden in einem Arbeitsraum mehrere Vorrichtungen V angebracht sein.

Fig. 1 zeigt ja auch nur einen Abschnitt eines Arbeitsraumes. Die Vorrichtung V wird von einer Sammelleitung 1 aus mit Zuluft versorgt. Von der Sammelleitung 1 geht eine Abzweigungsleitung 2 zu der Vorrichtung V. Die Abzweigungsleitung 2 hat eine gewisse Länge, so daß die Vorrichtung V einen gewissen Abstand a von der Decke des Raumes R hat. Dieser Abstand kann im Bereich von 500 mm bis 3.000 mm liegen und ist von der Raumhöhe abhängig. Nachfolgend soll zunächst eine mögliche Ausführungsform für die Vorrichtung V anhand der Fig. 4 bis 7 beschrieben werden.

Die Vorrichtung V hat ein insgesamt mit 3 bezeichnetes Gehäuse, das eine quadratische Grundrißform und eine rechteckige Aufrißform hat. Das Gehäuse hat also die Form einer kurzen quadratischen Säule, deren Achse 4 senkrecht angeordnet ist. An der Decke 5 des Gehäuses befindet sich ein Anschlußstutzen 6 für die Abzweigungsleitung 2. An den Seitenwänden des Gehäuses 3 befinden sich Haupt-Aus-

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blasöffnungen 7, erste Neben-Ausblasöffnungen 8 und zweite Neben-Ausblasöffnungen 9. Wie diese Ausblasöffnungen mit dem Innenraum des Gehäuses 3 kommunizieren, wird nachfolgend anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben.

Das Gehäuse 3 enthält eine horizontale Trennwand 10, die den Innenraum des Gehäuses in einen Hauptraum 11 und einen unteren Nebenraum 12 unterteilt. Die unteren Neben-Ausblasöffnungen 9 münden in den Nebenraum 12, während die oberen Neben-Ausblasöf fnungen 8 und die Haupt-Ausblasöffnungen 7 in den Hauptraum 11 münden.

In der Trennwand 10 befindet sich ein großer Durchbruch 13, der mittels einer Ventilplatte 14 abgeschlossen werden kann. Die Ventilplatte 14 ist an einer Stange 15 befestigt, die in einem Lager 16 längsverschxebbar ist. Beispielsweise kann die Stange 15 eine Gewindespindel sein, an deren aus dem Lager 16 herausragenden Ende ein Vierkant15ä angeordnet ist, so daß durch Drehen der Stange diese in ihrem Lager 16 nach oben oder unten verschoben wird. Oberhalb der öffnung 13 befindet sich ein Auffangtrichter 17, der, wie Fig. 7 zeigt, eine quadratische Grundrißform hat. Der Trichter 17 ist axial auf den Anschlußstutzen 6 ausgerichtet.

Vor den Haupt-Ausblasöffnungen 7 befinden sich Drosselorgane 18, die den Luftdruck, der im Hauptraum 11 herrscht, abbauen, bevor die Zuluft durch die Haupt-Ausblasöffnungen 7 austritt.

Die Haupt-Ausblasöffnungen 7 sind fensterartig ausgebildet. Jede Ausblasöffnung erstreckt sich über annähernd die gesamte Breite der zugeordneten Seitenwand. Die ersten Nebenausblasöffnungen sind als Düsen ausgebildet, wobei jede Düse 8 am Ende eines biegbaren Schlauches 19 sitzt. Die Schlauchstücke 19 sind so beschaffen, daß sie eine Biegung, die ihnen gegeben wird, beibehalten. Diese Eigenschaft haben

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gewisse Metallschläuche. Die ersten Neben-Ausblasöffnungen sind alle in einer horizontalen Ebene angeordnet, die durch die strichpunktierte Linie 20 symbolisiert ist. An jeder Seite des Gehäuses 3 befinden sich vier erste Neben-Ausblasöffnungen 8_f so daß insgesamt 16 solcher Ausblasöffnungen vorhanden sind.

Die unteren Neben-Ausblasöffnungen 9 sind gleich ausgebildet und gleich angeordnet, allerdings in einer Ebene, die tiefer liegt als die Ebene 20.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Im Winterbetrieb ist die Öffnung 13 abgeschlossen, d.h. die Platte 14 befindet sich in der in Fig. 6 dargestellten Lage. Der Nebenraum wird also nicht mit Luft versorgt, so daß auch aus den unteren Düsen 9 keine Luft austritt. Aus den Düsen 8 treten horizontale Luftstrahlen aus, die sich zu flächenartigen Strahlen vereinigen. Diese Strahlen haben eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit, da hinter den Düsen der volle Zuführungsdruck ansteht. Aus den Haupt-Ausblasöffnungen 7 hingegen tritt Luft mit geringerer Geschwindigkeit aus, da der Luftdruck über die Drosselorgane 18 abgebaut wird. Die Luftstrahlen, die aus den Düsen 8 austreten, hindern die aus den Haupt-Ausblasöffnungen austretende Luft daran, nach unten zu sinken. Die Zuluft wird also hauptsächlich im oberen Bereich des Raumes verbreitet. Es bestehen dann etwa Strömungsverhältnisse, wie sie in Fig. 1 links von der Vorrichtung V dargestellt sind.

Im Sommerbetrieb ist die Öffnung 13 geöffnet, so daß auch in den unteren Nebenraum 12 Zuluft eintritt. In diesem Raum entsteht ein gewisser Staudruck, da die Luft von dem Trichter 17 aufgefangen wird. Es werden also hauptsächlich die unteren Ausblasöffnungen 9 mit Luft versorgt, wenngleich auch über die oberen Neben-Ausblasöffnungen 8 gleichzeitig

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etwas Luft austritt. Die Düsen 9 sind im allgemeinen nicht horizontal gerichtet, sondern nach unten abgebogen, wie dies in Fig. 4 rechts unten dargestellt ist. Dadurch wird die gesamte Luft, die aus den Haupt-Ausblasöffnungen 7 und den Neben-Ausblasöffnungen 8 und austritt, in den unteren Bereich des Raumes R gelenkt, wie dies in Fig.1 rechts unterhalb von der Vorrichtung V dargestellt ist.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß der Gesamtstrahl 22, der an jeder Seite des Gehäuses gebildet wird, in seiner Breite verändert werden kann durch entsprechende Einstellung der Düsen 8, die ja dank der Anordnung dieser Düsen an biegbaren Stücken 19 möglich ist. Eine solche horizontale Abbiegung ist in Fig. 5 an der rechten Seite des Gehäuses 3 beispielsweise dargestellt. Man kann also den Auffächerungswinkel ρ des Strahles 22 verändern. Fig. 3 zeigt, daß auch der Ablenkungswinkel o£- nach unten verändert werden kann, ebenfalls durch zweckentsprechende Verstellung der Düsen 8 und 9.

Die Vorrichtung nach Fig. 8 hat ein hier mit 3' bezeichnetes Gehäuse, das die gleiche Grundform hat wie das Gehäuse 3. Der Innenraum des Gehäuses 3' ist in drei Räume unterteilt, nämlich einen Hauptraum 11', einen unteren Nebenraum 12' und einen oberen Nebenraum 23.

in den Hauptraum 11' mündet wieder ein Anschlußstutzen 6' für eine Zuluftleitung. Mit dem Hauptraum 11' kommunizieren Haupt-Ausblasöffnungen 7", denen jedoch, im Gegensatz zu der vorher beschriebenen Ausführungsform: keine Drosselorgane vorgeschaltet sind.

An die Trennwand 24 zwischen dem Hauptraum 11' und dem oberen Nebenraum 23 ist ein Druckerhöhungsgebläse 25 angebaut. Die Saugseite 25a des Gebläses 25 mündet in den

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Hauptraum 11' und die Druckseite 25b in den 'oberen Nebenraum 23.

An der Außenwand des oberen Nebenraumes 23 sind Kugeldüsen 26 angeordnet. An jeder Seite befinden sich vier Kugeldüsen, insgesamt sind also sechzehn in den oberen Nebenraum 23 mündende Kugeldüsen vorhanden. Unterhalb jeder Kugeldüse 26 befindet sich eine Kugeldüse 27, die in den unteren Nebenraum 12' mündet.

In der Trennwand 10' zwischen den Räumen 23 und 12' befindet sich wieder eine öffnung 13', die mittels eines Ventiltellers 14' abschließbar ist. Auf eine mit dem Ventilteller 14' verbundene Stange 15" wirkt ein Stellmotor 28 ein, mit dem die Stange 15' höhenverstellbar ist. Der Stellmotor 28 wirkt mit einem Raumthermostaten 29 zusammen.

Die Vorrichtung V nach Fig. 8 arbeitet wie folgt. Im Winterbetrieb ist die öffnung 13' abgeschlossen, wie gezeichnet. Über den Stutzen 6' wird Zuluft mit einem so hohen Druck zugeführt, daß ein gewünschter Durchsatz von Zuluft durch die Haupt-Ausblasöffnungen 7' stattfindet. Das Gebläse 25 ist in Betrieb und erhöht den Druck der zugeführten Luft, so daß im oberen Nebenraum 23 ein höherer Druck herrscht als .im Hauptraum 11'. Dadurch werden aus den Düsen 26 kräftige Luftstrahlen 30 ausgeblasen; die bewirken, daß die aus den Haupt-Ausblasöffnungen 7' austretende Luft im oberen Bereich des Raumes verbleibt.

Im Sommerbetrieb, der automatisch durch den Raumthermostaten 29 ausgelöst werden kann, ist die öffnung 13' geöffnet, d.h. die Verschlußplatte 14' abgesenkt. Nun wird auch der untere Nebenraum 12· mit Zuluft versorgt,

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so daß aus den Düsen 27 kräftige Luftstrahlen 31 austreten, die schräg nach unten gerichtet sind. Hierdurch wird die Zuluft insgesamt in den unteren Bereich des Raumes gelenkt.

Auch die Kugeldüsen 26 und 27 gestatten beliebige Einstellungen der Düsen nach allen Seiten, so daß auch mit solchen Düsen die Strahlformen und die Winkel, unter denen die Strahlen in den Raum eintreten, geändert werden können.

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Claims

Patentanwälte

6300 Lahn-Giessen ,-,.,■ π· u j ο -ι. ι Blsmarckstrasse 43

D.pL-Ing. R,chard Sctilee Telefon: (064i) 71019

Dipl.-Ing. Arne Missling

S/B 14.131

ENIG GmbH,
6300 Gießen

Vorrichtung zur Belüftung von Arbeitsräumen, insbesondere von Fabrikhallen

Ansprüche:

( 1·) Vorrichtung zur Belüftung von Arbeitsräumen, insbesondere von Fabrikhallen, mit einem kastenförmigen Gehäuse, an dem sich ein Anschlußstutzen für eine Zuluft-Suführungsleitung und Ausblasöffnungen für Zuluft befinden, gekennzeichnet durch Haupt-Äusblasöffnungen (7; 7'), unterhalb der Haupt-Äusblasöffnungen angeordnete erste Neben-Ausblasöffnungen (S; 26), die im wesentlichen horizontal ausblasen, unterhalb der ersten Neben-Ausblasöffnungen angeordnete zweite Neben-Ausblasöffnungen (B-, 27) , die schräg nach unten ausblasen, wobei die zweiten Neben-Ausblasöffnungen in einen Raum (12; 12^s) (unterer Nebenraum) münden, der über eine mittels eines steuerbaren Ventils (14; 14') verschließbare Öffnung (13; 13°) mit dem übrigen Innenraum (11; 11^B) (Hauptraum) des Gehäuses (3; 3') verbunden ist,

2 ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _t daß vor den Haupt-Ausblasöffnungen (7) Drosselorgane (IS) angeordnet sind, während die Neben-Äusblasöffnungen (8, 9)

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frei von Drosselorganen sind (Fig. 4 bis 7).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (12*) (oberer Nebenraum) innerhalb des Gehäuses (3¹), in den die ersten Neben-Ausblasöffnungen

(26) münden, von dem Hauptraum (11') getrennt ist und daß in der Trennwand (24) ein Gebläse (25) angeordnet ist, das aus dem Hauptraum (11 ") entnommene Luft unter Druckerhöhung in den Nebenraum (23) fördert (Fig. 8).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der öffnung (13) zum unteren Nebenraum (12) ein nach oben divergierender Auffangtrichter (17) angeordnet ist, der vorzugsweise axial auf den Anschlußstutzen (6) des Gehäuses (3) ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die AusStrömungswiderstände so bemessen sind, daß 70 bis 80 % der Zuluft durch die Haupt-Ausblasöffnungen (7; 7') und 30 bis 20 % durch die Neben-Ausblasöffnungen (8, 9; 26, 27) ausströmen.

δ ο Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Ausblasöffnungen (7? 7') fensterartig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neben-Ausblasöffnungen (8, 9; 26, 27) durch Einzeldüsen gebildet sind, die vorzugsweise in zv/ei gegeneinander höhenversetzten Ebenen (20, 21) liegen.

8ο Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (26) und/oder die zweiten (27) Ausblasöffnungen als verstellbare Kugeldüsen ausgebildet sind.

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9. Vorrichtung nach, Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (8) und/oder die zweiten (9) Äusblasöffnungen als an biegsamen Zwischenstücken (19) sitzende Düsen ausgebildet sind,

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3; 3'} die Form einer quadratischen Säule oder eines Würfels hat, wobei an >eder Seitenwand des Gehäuses sowohl mindestens eine Haupt-Ausblasöffnung f7; 7¹) als auch mindestens eine Neben-Ausblasöffnung C8, 9j 26, 27) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14') mit einem

von einem Raumthermostaten (29)_ steuerbaren Stellmotor (28) verbunden ist.

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