DE3408569A1 - Air-conditioning installation - Google Patents
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Abstract
Description
- KLIMAANLAGE - - AIR CONDITIONING -
Beschreibung Zur Klimatisierung von Räumen werden heute in den meisten Fällen energiesparende Vari abelvolum enstrom-K Ii m asysteme vorgesehen, die an ca. 70 % der Betriebszeit mit extrem niedrigen Zuluftmengen betrieben werden. Die Zuluftmenge wird bei geringer Kühl last auf die minimale Außenluftrate reduziert, die gemäß DIN 1946 eingehalten werden muß. Der Zuluftwechsel vermindert sich dabei bis auf 1,7 bis 2,0 fach pro Stunde.Description Today most of the rooms are used for air conditioning Cases of energy-saving variable volume current K Ii m a systems provided that an approx. 70% of the operating time can be operated with extremely low supply air volumes. the If the cooling load is low, the supply air volume is reduced to the minimum outside air rate, which must be complied with in accordance with DIN 1946. The change in supply air is reduced up to 1.7 to 2.0 times per hour.
Diese Betriebsweise ist erforderlich, weil andernfalls die Energie kosten für die Klimatisierung zu stark ansteigen würden.This mode of operation is necessary because otherwise the energy air conditioning costs would rise too sharply.
Eine Raumbelüftung mit extrem niedrigen Zuluftmengen ist aber, was zu vermuten war und in letzter Zeit durch wissen schaftliche Untersuchungen bestätigt wurde, aus gesundheitlichen Gründen sehr nachteilig, weil der Schadstoffgehalt der Raumluft (Staubpartikel, Keime, Bakterien, Tabakrauch, CO2 und Gase der Baumaterialien, z.B. Formaldehyd) gegenüber Lüftungssystemen mit höheren Zuluftmengen um bis zu 300 % ansteigt.A room ventilation with extremely low supply air volumes is what was to be suspected and has recently been confirmed by scientific studies was, for health reasons, very disadvantageous because of the pollutant content of the Indoor air (dust particles, germs, bacteria, tobacco smoke, CO2 and gases from building materials, e.g. formaldehyde) compared to ventilation systems with higher supply air volumes by up to 300% increases.
Der hohe Schadstoffgehalt der Raum luft ist einer der Hauptursachen für viele Klagen, die bei der Klimatisierung mit niedrigen Zuluftmengen auftreten, obwohl die Raumklimawerte gemäß DIN 1946 eingehalten werden. Die Büroinsassen empfinden die Raum luft in solchen Fällen als schlecht, sauerstoffarm, stickig und drücken.The high level of pollutants in the indoor air is one of the main causes for many complaints that occur with air conditioning with low supply air volumes, although the indoor climate values according to DIN 1946 are adhered to. The office occupants feel In such cases, the air in the room is poor, oxygen-deficient, stuffy and depressing.
Diese Klagen treten vor allem bei VVS-Klimaanlagen (Variabelv lum enstrom -Klim aanl agen) und HD-K li m aanl agen (Induktions-Klimaanlagen) auf, die heute in den meisten Fällen geplant und installiert werden. In den USA wurden ähnliche Erfahrungen gemacht. So wurden z.B. die als Gebäudekrankheit (Building-sickness) bezeichnete Unbehaglichkeitserscheinungen bei den Büroinsassen von Verwaltungsgebäuden durch eine Erhöhung der Außenluft- bzw. Zuluftmenge zum größten Teil behoben. CCI 11/83 (James E. Woods lowa University).These complaints occur primarily in the case of VAV air conditioning systems (variable volume electricity air conditioning systems) and HD air conditioning systems (induction air conditioning systems), which are planned and installed in most cases today. In the US were had similar experiences. For example, those considered building sickness designated symptoms of discomfort among the office occupants of administrative buildings This was largely remedied by increasing the amount of outside air or supply air. CCI 11/83 (James E. Woods lowa University).
In der Klimatisierung mit Variabelvolumenstrom-Klimasystemen führt G.S. Presser folgendes aus: "Viele Büro- und Geschäftsgebäude werden heute neu ausgerüstet bzw. nachgerüstet mit WS-Systemen (Variabler Volumenstrom).Leads in air conditioning with variable volume flow air conditioning systems G.S. Presser the following: "Many office and commercial buildings are being refurbished today or retrofitted with WS systems (variable volume flow).
Bei vielen dieser Systeme basiert die minmale Außenluftrate auf einem Prozentsatz der maximalen Luftmenge. Wenn das VVS-System seinen Volumenstrom entsprechend den Anforderungen reduziert, ändert sich meist nicht die Zahl der anwesenden Personen, jedoch wird der Außen luftstrom progressiv reduziert.For many of these systems, the minimum outside air rate is based on one Percentage of the maximum amount of air. If the VAV system has its volume flow rate accordingly Reduced to the requirements, the number of people present usually does not change, however, the outside air flow is progressively reduced.
Dies führt zu regelmäßigen Klagen der Raumbenutzer bei Systemen, wo die Außenluft ohne CO2-Kontrolle drastisch reduziert wird." Von Dr. Weiss wurde ermittelt, daß die Krankheitsrate in neueren Bürogebäuden größer ist als in älteren. Dies ist mit Sicherheit insbesondere auf den höheren Schadstoffanteil zurückzu führen, der in der Raum luft neurer Bürogebäude enthalten ist, die mit niedrigen Zuluftmengen klimatisiert werden. In die gleiche Richtung zeigen außerdem die Feststellungen von Dr.This leads to regular complaints from room users in the case of systems where the outside air is drastically reduced without CO2 control. "Dr. Weiss was found that the sickness rate in newer office buildings is higher than in older ones. This is certainly due in particular to the higher proportion of pollutants, which is contained in the air in new office buildings with low supply air volumes be air-conditioned. The findings also point in the same direction by Dr.
Weiss , daß sich die Büroinsassen in älteren klimatisierten Bürogebäuden (ca. 44 %) wohler fühlten als in neuren (ca. 25 %).Know that the office occupants are in older, air-conditioned office buildings (approx. 44%) felt more comfortable than in neuren (approx. 25%).
Im Zuge von Energiesparmaßnahmen durchgeführte Reduzierung der Zuluftmenge bei modernen Verwaltungsgebäuden bestätigten die oben beschriebenen Nachteile der Klimatisierung in vollem Umfange. So waren die Büroinsassen bei einem größeren Verwaltungsgebäude mit der Klimatisierung sehr zufrieden. Als der Zuluftwechsel aus Gründen der Energiekostenreduzierung auf unter 4-fach pro Stunde vermindert wurde, klagten die Büroinsassen in vermehrtem Maße über Abgeschlagenheit und schlechte Raumluftverhältnisse. Eine einwandfreie und schadstoffarme Innenluftqualität läßt sich demnach nur mit einer ausreichenden Zuluftmenge realisieren.Reduction of the supply air volume as part of energy-saving measures in modern administrative buildings confirmed the disadvantages described above Air conditioning to the full. So were the office occupants in a larger administration building Very satisfied with the air conditioning. As the supply air change for reasons of energy cost reduction The office occupants complained more and more Measures about exhaustion and poor indoor air conditions. A flawless one and indoor air quality that is low in pollutants can only be achieved with sufficient air quality Realize the supply air volume.
Der Zuluftwechsel muß mindestens 4fach pro Stunde betragen, wenn der Schadstoffgehalt der Raumluft nicht zu stark ansteigen soll.The supply air change must be at least 4 times per hour if the The pollutant content of the room air should not increase too much.
Das Variabelvolumenstrom-Klimasystem besitzt jedoch noch weitere sehr gravierende Nachteile: - Ungenügende Raumluftdurchspülung und zu geringe Raumluft schwindigkeit, (Lüftungseffekt bei dem Betrieb mit reduzierter Zuluftmenge. Die aus wärmephysiologischen Gründen erforderliche Wärmeabgabe der Raum insassen ist sehr stark eingeschränkt. Die Rauminsassen fühlen sich unbehaglich, obwohl die Raumklimawerte gemäß DIN 1946 eingehalten werden.The variable volume air conditioning system, however, has a lot more Serious disadvantages: - Insufficient room air purging and insufficient room air speed, (ventilation effect when operating with a reduced supply air volume the room occupant must give off heat required for thermal physiological reasons very restricted. The room occupants feel uncomfortable, although the indoor climate values in accordance with DIN 1946 are complied with.
- HcherStaub- und Schadstoffgehalt der Raumluft - Unterschiedliche Schadstoffkonzentration durch ungenügende Raumluftdurchspülung mit Außenluft.- Higher dust and pollutant content in the room air - Different Pollutant concentration due to insufficient indoor air purging with outside air.
- Aufwendige Differenzdruckregelung in Verbindung mit den Volumenstrom-Regelgeräten auf der Abluftseite.- Elaborate differential pressure control in connection with the volume flow control devices on the exhaust side.
Hoher Vordruck (ca. 40 % des Gesamtdruckes) für den einwandfreien Betrieb mit reduzierten Zuluftmengen. Die mögliche Einsparung an Antriebsleistung für die Ventilatormotore wird hierdurch stark vermindert. High pre-pressure (approx. 40% of the total pressure) for the perfect Operation with reduced supply air volumes. The possible saving in drive power for the fan motors is greatly reduced as a result.
- Aufwendige und sehr teure Zuluftauslässe mit Stellmotoren für die Einhaltung einer konstanten Zuluft ausblasgeschwindigkeit.- Elaborate and very expensive supply air outlets with servomotors for the Maintaining a constant supply air discharge speed.
- Zugerscheinungen durch Kaltluftabfall bei reduzierter Zuluftmenge und kalter Zuluft.- Drafts due to cold air drop with reduced supply air volume and cold supply air.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, Büroräume mit konstanten Zuluftmengen, unter Verwendung des Variabelvolumenstromprinzips, bei einem Mindestzuluftwchsel von 4fach pro Stunde zu klimatisieren.The object of the invention is to provide offices with constant amounts of incoming air, using the variable volume flow principle with a minimum supply air change to be air-conditioned by 4 times per hour.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß spezielle Volumen stromregelgeräte mit zwei lufttecnnischen Zentralgeräten verbunden sind, die die Volumenstromgerate mit Außenluft (Primärluft) und Umluft (Sekundärluft) versorgen, wobei das Verhältnis zwischen der Außenluftmenge und der Umluftmenge von der Raumkühilast bestimmt wird.This is achieved according to the invention in that special volume flow control devices are connected to two air-technical central devices, which are the volume flow devices with outside air (primary air) and circulating air (secondary air), with the ratio between the amount of outside air and the amount of circulating air is determined by the room cooling load.
Aufbau Die Klimaanlage besteht aus einer Primärluftklimazentrale (1) und einer Sekundärluftzentrale (2) und ist über die Primärluftverteilleistung (3) und die Sekundärluftverteilung (4) mit den Volumenstromregelgeräten (5) lufttechnisch verbunden. Das Volumenstromregelgerät (5) besteht aus einem ejektorförmigen Schalldämpfer (6), einer Sekundärluftausblasdüse (7), einem Volumenregler (8) und einem Stellmotor (9). Der Stellmotor (9) ist an dem Volumenstromregler (8) angeschlossen. Der Zuluftauslaß (10) ist über das Anschlußrohr (11) mit dem ejektorartigen Schalldämpfer (6) verbunden. Die Sekundärluftdüse (7) ist über das Anschlußrohr (12) an die Sekundärluftverteilung (4) angeschlossen.Structure The air conditioning system consists of a primary air conditioning center (1) and a secondary air center (2) and is via the primary air distribution capacity (3) and the secondary air distribution (4) with the volume flow control devices (5) in terms of ventilation tied together. The volume flow control device (5) consists of an ejector-shaped silencer (6), a secondary air exhaust nozzle (7), a volume regulator (8) and a servomotor (9). The servomotor (9) is connected to the volume flow controller (8). The supply air outlet (10) is connected to the ejector-like silencer (6) via the connecting pipe (11). The secondary air nozzle (7) is connected to the secondary air distribution via the connecting pipe (12) (4) connected.
Der Volumenstromregler (8) ist an dem Gehäuse (13) des Volumenstromreglers (5) angeflanscht und über die Anschlußleitung (14) mit der Primärluftverteilung (3) verbunden.The volume flow controller (8) is on the housing (13) of the volume flow controller (5) flanged and connected to the primary air distribution via the connection line (14) (3) connected.
Die Primärluftklimazentrale (1) besteht aus einem Primärluftventilator (15) und allen für die zur Klimatisierung erforderlichen Einbauteile.The primary air conditioning center (1) consists of a primary air fan (15) and all the built-in parts required for air conditioning.
Das Sekundärluftgerät (2) besteht aus einem Sekundärluftventilator (16), einem Luftkühler (17) und einer Luftreinigungseinrichtung (18). Das Sekundärluftgerät ist über die Anschlußleitungen (19) und (20) mit der Fortluftleitung (21) eines Abluftgerätes (22) angeschlossen.The secondary air device (2) consists of a secondary air fan (16), an air cooler (17) and an air cleaning device (18). The secondary air device is via the connecting lines (19) and (20) with the exhaust air line (21) one Exhaust air device (22) connected.
An das Abluftgerät (22) ist eine Abluftrohrleitung (23) angeschlos sen, die mit Abluftventilen (24) ausgerüstet sind.An exhaust pipe (23) is connected to the exhaust device (22) sen that are equipped with exhaust air valves (24).
In der Außenluftleitung (25) und den Anschlußleitungen (19) und (20) sind Luftregelklappen (26), (27) und (28) angeordnet.In the outside air line (25) and the connecting lines (19) and (20) air control flaps (26), (27) and (28) are arranged.
Die Antriebsmotore des Primärluftventilators (15) und des Sekurr därluftventilators (16) sind mit einem Frequenzumrichter (29) elektrisch verbunden. Der Frequenzumrichter (29) ist außerdem an eine Druckmeßdose (30) elektrisch angeschlossen, die in die Primarluftverteilleitung (3) installiert ist.The drive motors of the primary air fan (15) and the secondary air fan (16) are electrically connected to a frequency converter (29). The frequency converter (29) is also electrically connected to a pressure cell (30) which is inserted into the Primary air distribution line (3) is installed.
Arbeitsweise Bei minimaler Raumkühllast beträgt die Luftleistung des Sekurr därluftventilators (16) 100 % und die des Primärluftventilators (15) 40 %. Die Förderleistung bzw. die Drehzahlen der beiden Vantilatoren (15) und (16) wird durch den Frequenzumrichter (29) be stimmt, der von der Druckmessdose (30) geregelt wird.Mode of operation With minimal room cooling load, the air output is the Secondary air fan (16) 100% and that of the primary air fan (15) 40%. The delivery rate or the speeds of the two Vantilators (15) and (16) is by the frequency converter (29) which is regulated by the pressure cell (30) will.
Die vom Primärluftventilator (15) geförderte Primärluft (31) Strömt über die Primärluftverteilleitung (3) und Anschlußleitung (14) über den Volumenstromregler (8) in den Bereich der Sekundärluftdüse (7). Die Primärluft (31) des Volumenstromregelgerätes (5) wird in Abhängigkeit von der Raumkühllast mit Hilfe des Volumenreglers (8) und des Stellmotors (9) geregelt, der an ein Raum thermostat angeschlossen ist.The primary air (31) conveyed by the primary air fan (15) flows via the primary air distribution line (3) and connecting line (14) via the volume flow controller (8) in the area of the secondary air nozzle (7). The primary air (31) of the volume flow control device (5) is adjusted depending on the room cooling load with the help of the volume regulator (8) and of the servomotor (9), which is connected to a room thermostat.
Die Förderleistung des Sekundärluftventilators (16) ist von der Förderleistung des Primärluftventilators (15) abhängig. Bei steigender Förderleistung des Primärluftventilators (15) reduziert sich die Förderleistung des Sekundärluftventilators (16). Die Regelung der Förderleistung bzw. der Drehzahl erfolgt über den Frequenzumrichter (29).The delivery rate of the secondary air fan (16) depends on the delivery rate of the primary air fan (15). With increasing flow rate of the primary air fan (15) the delivery rate of the secondary air fan (16) is reduced. The regulation the delivery rate or the speed takes place via the frequency converter (29).
Die geförderten Luftmengen teilen sich wie folgt auf: Förderleistung m3/hm2 15 9 6 Primärluftventilator 100% 60% 40% 0 6 9 Sekundärluftventilator 0% 67% 100% 15 15 15 Zuluftmenge 100% 100% 100% Die vom Sekundärluftventilator (16) geförderte Sekundärluft (32) gelangt über die Sekundärluftverteilleitung (4) und die Anschlußleitung (12) zu der Sekundärluftdüse (7). Die Sekundärluft (32) wird über die Sekundärluftdüse (7) je nach Luftleistung des Sekundärluftventil ators (16) mit einer Geschwindigkeit bis zu 15 m/s al sgeblasen.The air volumes conveyed are divided as follows: Delivery rate m3 / hm2 15 9 6 primary air fan 100% 60% 40% 0 6 9 secondary air fan 0% 67% 100% 15 15 15 Supply air volume 100% 100% 100% The from the secondary air fan (16) secondary air (32) conveyed via the secondary air distribution line (4) and the connecting line (12) to the secondary air nozzle (7). The secondary air (32) is via the secondary air nozzle (7) depending on the air output of the secondary air valve (16) blown at a speed of up to 15 m / s.
Die Sekundarluft (32) gelangt hierdurch in den ejektorartigen Schalldämpfer (6) und vermischt sich mit der Primärluft (31).The secondary air (32) thereby enters the ejector-like silencer (6) and mixes with the primary air (31).
Diese Betriebsweise ermöglicht die Primärluftanlage mit geringem Vordruck zu betreiben, weil die Induktionswirkung der Sekundärluft (32) im Volumenstromregelgerät (5) im Bereich der Primärluftausbiasung einen Unterdruck erzeugt.This mode of operation enables the primary air system with low pre-pressure to operate because the induction effect of the secondary air (32) in the volume flow control device (5) creates a negative pressure in the area of the primary air blowout.
Die Sekundärluft (32) und die Primärluft (31) strömt nach der Vermischung im ejektorartigen Schalldämpfer (6) als Zuluft (33) über den Zuluftauslaß (10) in den Raum.The secondary air (32) and the primary air (31) flow after mixing in the ejector-like silencer (6) as supply air (33) via the supply air outlet (10) in the room.
Die Sekundärluft (32) wird im Sekundärluftgerät (2) aufwendig über die Luftreinigungseinrichtung (18) gefiltert und zum größten Teil von Schadstoffen befreit.The secondary air (32) is consuming in the secondary air device (2) the air purification device (18) filtered and for the most part of pollutants freed.
Bei Bedarf wird die Sekundärzuluft (32) von dem Luftkühler (17) auf ca. 20-22 "C abgekühlt. Bei günstigen Witterungsverhältnissen (Außenlufttemperatur (10-20 "C) saugt das Sekundärluftgerät (2) Außenluft (34) an, reinigt diese und fördert sie als Sekundärluft (32) zu dem Volumenstromregelgerät (5). Bei niedrigen und hohen Außenlufttemperaturen wird der Anteil der Außenluft (33) reduziert und der Umluftanteil (35) erhöht. Die Regelung der verschiedenen Luftmengenverhältnisse erfolgt in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur über die Luftregelklappen (26), (27) und (28), die mit Stellmotoren ausgerüstet sind.If necessary, the secondary supply air (32) is drawn from the air cooler (17) Cooled approx. 20-22 "C. In favorable weather conditions (outside air temperature (10-20 "C) the secondary air device (2) draws in outside air (34), cleans it and promotes it as secondary air (32) to the volume flow control device (5). At low and high outside air temperatures, the proportion of outside air (33) is reduced and the proportion of circulating air (35) increases. The regulation of the various air volume ratios takes place depending on the outside air temperature via the air control flaps (26), (27) and (28), which are equipped with servomotors.
Bei maximaler Raumkühllast und Luft leistung des Primärluftventilators (15) wird die Förderleistung des Sekundärluftventilators (2) bis auf 0 reduziert.At maximum room cooling load and air output of the primary air fan (15) the delivery rate of the secondary air fan (2) is reduced to 0.
Der Abluftventilator (22) fördert ständig eine konstante Abluft (24). Aus diesem Grunde müssen auf der Abluftseite keine Volumenstromregelgeräte installiert werden. Die Minderkosten für die entfallenden Volumenstromregelgeräte entsprechen annähernd den Mehrkosten der Sekundärluftanlage. Wird der Luftkühler der Sekundärluftanlage (2) so ausgelget, daß er einen Teil der Raumkühllast deckt, dann vermindern sich die Investitionskosten für die Primärluftanlage (1).The exhaust fan (22) constantly delivers a constant exhaust air (24). For this reason, no volume flow control devices have to be installed on the exhaust air side will. The lower costs for the omitted volume flow control devices correspond approximately the additional costs of the secondary air system. Becomes the air cooler of the secondary air system (2) designed so that it covers part of the room cooling load, then decrease the investment costs for the primary air system (1).
Sind die zu klimatisierem e n Räume mit öffenbaren Fenstern ausgestattet, dann kann ci Primärluftan]age (1) bei günstigen Witterungsverhältnissen außer Betrieb genommen werden. Die Lufterneuerung läßt sich in diesem Fall mit der sehr energie sparenden Sekundärluftanlage (2) bewerkstelligen.Are the rooms to be air-conditioned equipped with openable windows, then the primary air system (1) can be out of operation in favorable weather conditions be taken. the Air renewal can be done with in this case the very energy-saving secondary air system (2).
Da die Zuluft (38) bestehend aus Primärluft (31) und Sekundärluft (32) konstant gehalten wird, ergibt sich eine einwandfreie Raumluftdurchspülung auch bei niedrigen Primärluftmengen (31). Der Schadstoffgehalt der Raumluft kann durch die aufwendige Luftreinigung im Sekundärluftgerät (2) niedrig gehalten werden, auch wenn die Primärluft stark reduziert wurde. Das Sekundärluftgerät (2) kann außerdem mit weiteren Luftreinigungs- und Luftbehandlungseinrichtungen wie Elektrofilter, Aktivkohlefilter oder Ionengenerator ausgerüstet werden.Since the supply air (38) consists of primary air (31) and secondary air (32) is kept constant, the result is perfect room air purging even with low primary air volumes (31). The pollutant content of the indoor air can are kept low by the complex air cleaning in the secondary air device (2), even if the primary air has been greatly reduced. The secondary air device (2) can also with further air purification and air treatment devices such as electrostatic precipitators, Activated carbon filter or ion generator.
Zum besseren Ausgleich der Sekundärluft (32) kann in der Anschlußleitung (12) auch ein Volumenregler (36) installiert sein, der mit dem Volumenregler (8) regeltechnisch verbunden ist.To better balance the secondary air (32) in the connecting line (12) a volume regulator (36) must also be installed, which is connected to the volume regulator (8) is technically connected.
Bei ansteigender Primärluftmenge (31) reduziert der Volumenregler (36) die Sekundärluftmenge (32) im gleichen Verhältnis. Eine weitere Möglichkeit, die Zuluftmenge und damit auch die Sekundärluftmenge konstant zu halten, besteht darin, in die Anschluß leitung (11) einen selbstätig arbeitenden Volumenstromregler (37) zu installieren.If the amount of primary air increases (31), the volume regulator reduces (36) the amount of secondary air (32) in the same ratio. One more way, to keep the supply air volume and thus also the secondary air volume constant, exists therein, in the connection line (11) an automatically operating volume flow controller (37) to install.
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1984
- 1984-03-09 DE DE19843408569 patent/DE3408569A1/en not_active Withdrawn
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