DE3728698A1 - Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Klimaanlagen der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Sie sind in der Regel mit Luftführungs- und Zuluftausblassystemen, die Schlitz-, Drall- und/oder Düsenstrahlauslässe aufweisen, ausgestattet und weisen außerdem Induktionsklimageräte auf. Der Nachteil bei diesen Klimaanlagen besteht, wie wissenschaftliche und praktische Untersuchungen zweifelsfrei ergeben haben, darin, daß ihre Raumluftgeschwindigkeiten höher als in dem von der DIN 1946 vorgesehenen Zulässigkeits­ bereich von W _R =0,18 m/s liegen und daß demzufolge Beschwerderaten über das Funktionieren dieser Klima­ anlagen mindestens 20%, in Ausnahmefällen schon 34% be­ tragen. Um diese Beschwerderaten unter 10% oder sogar auf 5% abzusenken, müßte die mittlere Raumluftge­ schwindigkeit in klimatisierbaren Räumen auf unter 0,10 m/s herabgesetzt werden, was jedoch mit den üb­ lichen Luftführungs- und Zuluftausblassystemen nicht realisierbar ist. Die üblichen Kühllasten in klimati­ sierbaren Räumen betragen zur Zeit etwa 40 bis 50 Watt/m².

Wie aus Meßunterlagen von Klimaanlagen her­ stellenden Firmen ersichtlich ist, liegen die Raum­ luftgeschwindigkeiten W _R jedoch weitaus höher als 0,10 m/s, so beispielsweise für

InduktionsgeräteW _R = 0,20-0,25 m/s Schlitz- und DrallauslässeW _R = 0,16-0,20 m/s DüsenstrahlauslässeW _R = 0,14-0,17 m/s

Die Raumluftgeschwindigkeit W _R hängt bekanntlich von der Raumkühllast Q _R wie folgt ab:

Will man die Beschwerderate auf unter 10% herab­ setzen und die Raumluftgeschwindigkeit W _R auf 0,10 m/s begrenzen, dann müßten mit den derzeitigen oberen Luftführungssystemen folgende Kühllasten erreichbar sein:

InduktionsklimagerätQ _K = 11 W/m² Schlitz- und DrallauslässeQ _K = 16 W/m² DüsenstrahlauslässeQ _K = 20 W/m²

Dies ist jedoch nicht der Fall, so daß die ange­ strebte Klimatisierung, insbesondere von Büroräumen, mit Beschwerderaten unter 10% nicht realisierbar ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage vorzuschlagen, mit der die mittlere Raumluftgeschwindigkeit W _R auf unter 0,10 m/s herab­ setzbar und außerdem ein durch Sonneneinstrahlung entstehender Kühllastanteil außerhalb eines zu klima­ tisierenden Raumes abführbar sein soll. Auch soll mit der Klimaanlage ein Belüften und Beheizen von Räumen möglich sein.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 32.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile be­ stehen im wesentlichen darin, daß die durch Sonnen­ einstrahlung erwärmte, in einem raumhohen Kasten­ fenster befindliche Luft abkühlbar ist, so daß infolge von Strahlungsklimatisierung eine kühle Innenseite des Kastenfensters einen Teil ihrer Kälteenergie in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klimati­ sierenden Raum und an in ihm befindliche Gegenstände abgibt. Luftführungs- und Zuluftausblassysteme der erfindungsgemäßen Klimaanlage sorgen mit ihren Ein­ richtungen dafür, daß die Raumluftgeschwindigkeit auf unter 0,10 m/s begrenzbar ist und damit die Beschwerde­ rate über das Funktionieren der Klimaanlage mindestens unter 10% liegt. Besonders vorteilhaft ist es auch, daß mit dem Luftführungs- und Zuluftausblassystem der durch Sonneneinstrahlung entstehende Kühllastanteil außerhalb des zu klimatisierenden Raumes abführbar ist und daß ein solcher Raum durch Einrichtungen dieser Systeme belüft- und beheizbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit Ventilatorkühlgerät;

Fig. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit im Brüstungsbereich installiertem Ventilatorheiz- und Kühlgerät;

Fig. 3 eine Ansicht einer dritten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit im Brüstungsbereich installiertem Induktionsklimagerät;

Fig. 4 eine Ansicht einer vierten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage;

Fig. 5 eine Ansicht einer fünften Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit einem im Brüstungsbereich angeord­ neten Plattenheizkörper und

Fig. 6 eine Ansicht einer sechsten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit einem luftführenden Sonnenschutz­ rollo.

Die Fig. 1 zeigt in einer Ansicht eine erste Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Ein luftführendes Kastenfenster 1 besteht hiernach aus einem Außenfenster 2 (K-Wert 1,3 W/m² K) und einem Innen­ fenster 3, das als Flügel- oder Schiebefenster ausgeführt sein kann. Zwischen dem Außenfenster 2 und dem Innen­ fenster 3 ist eine Sonnenschutzeinrichtung 4 angeordnet, die von einer Raumdecke 36 bis zum Fußboden reicht und vorzugsweise in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung betätig- bzw. regelbar ist. Vorteilhaft hierzu sind Absenk- und anhebbare Rolloeinrichtungen.

An einem oberen Ende des Kastenfensters 1 ist ein Ventilatorkühlgerät 5 angeordnet, das aus einem Querstromventilator 6, einem Luftkühler 7 und einem Beipaßkanal 8 sowie aus einem Luftaustrittsgitter 9 besteht. Das Ventilatorkühlgerät 5 ist an ein Kaltwasser­ netz 10 angeschlossen. Zwischen dem Beipaßkanal 8 und dem Luftaustrittsgitter 9 ist eine Sonnenschutz­ einrichtung 4 angeordnet. Der Querstromventilator 6 fördert die vom Luftkühler 7 abgekühlte Kaltluft 11 in den luftführenden Bereich 12 zwischen dem Innen­ fenster 3 und der Sonnenschutzeinrichtung 4, wobei die abgekühlte Kaltluft 11 entlang des Innenfensters 3 aufgrund des Coandaeffektes bis zum Fußboden gelangt. Von hier aus strömt die Kaltluft 11 in einen luft­ führenden Zwischenraum 13 zwischen dem Außenfenster 2 und der Sonnenschutzeinrichtung 4 nach oben in den Beipaßkanal 8. Die Kaltluft 11 erwärmt sich hierbei um 5 bis 8°C. Die Kaltluft 11 kühlt vorher die Innen­ scheibe 3 bis auf 14 bis 16°C ab und gibt dabei in­ folge von Strahlungsklimatisierung ihre Kälteenergie in Form von Strahlung und Konvektion an einen zu klimatisierenden Raum 15 ab.

Die Kälteleistung des Ventilatorkühlgerätes 5 kann durch Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung gesteuert werden. Die Kälteleistung ist auch über ein im Kaltwasseranschluß befindliches, nicht dargestelltes Regelventil oder über einen nicht gezeigten Raumthermostaten regelbar, der sich im Luftraum des Kastenfensters 1 befindet. Eine Folge­ regelung zwischen einem Nacherhitzer 14 der er­ findungsgemäßen Klimaanlage für den zu klimatisieren­ den Raum 15 und dem Luftkühler 7 ist ebenfalls möglich.

Das Ventilatorkühlgerät 5, das auch in einem Brüstungs- oder Fußbodenbereich installierbar ist, kann auch für Heizzwecke verwendet werden. Der Luft­ kühler 7 dient dann als Lufterhitzer in einem Vier­ leitersystem. In diesem Falle ist der zu klimati­ sierende Raum 15 auch über das Innenfenster 3 durch Strahlungsheizung beheizbar.

Die Fig. 2 zeigt in einer Ansicht eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Ein Ventilatorheiz- und Kühlgerät 16 ist hier im Brüstungsbereich installiert und besteht aus einem Luftfilter 17, einem Wärmeaustauscher 18 und aus dem bereits erwähnten Luftaustrittsgitter 9. Der Wärme­ austauscher 18 ist über ein Vierleiterregelventil 22 an ein Kaltwassernetz 23 und ein Warmwassernetz 24 anschließbar. Das Vierleiterregelventil 22 ist über einen nicht dargestellten Raumthermostaten in Ab­ hängigkeit von der Heiz- und Kühllast des zu klima­ tisierenden Raumes 15 regelbar. Warme oder kühle Zuluft 19 strömt entlang des Innenfensters 3 zur Raum­ decke 36 und erwärmt oder kühlt das Innenfenster 3 ab. Die Wärme- oder Kälteenergie des Innenfensters 3 wird in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klimatisierenden Raum 15 übertragen. Das Ventilator­ heiz- und Kühlgerät 16 kann bei stillgesetzter Klima­ anlage weiter in Betrieb gehalten werden, um Kaltluft­ durchbrüche zu verhindern bzw. abzumildern.

Rückluft 20 strömt zwischen dem Außenfenster 2 und der Sonnenschutzeinrichtung 4 zum Luftfilter 17 und von hier zum Querstromventilator 6, der den ge­ samten Luftkreislauf in Gang hält. Die restliche Kühllast wird von der Klimaanlage als klimatisierte Zuluft 19 über einen Zuluftauslaß 21 in den Raum 15 eingeleitet. Die Raumabluft strömt in üblicher Weise über eine Leuchte zu einem nicht dargestellten Abluft­ rohr.

Die Sonnenschutzeinrichtung 4 ist im Bereich der Raumdecke 36 etwa 10 cm von der Raumdecke 36 ab­ gehängt, damit der Kreislauf zwischen der Zuluft 19 und der Rückluft 20 nicht unterbrochen wird. Ist das Innenfenster 3 als Schiebefenster ausgebildet, dann kann auch eine Fensterlüftung realisiert werden. Die Sonnenschutzeinrichtung 4 ist vorzugsweise luft­ undurchlässig, damit eine Vermischung zwischen der Zuluft 19 und der Rückluft 20 nicht stattfinden kann. Für ihre Herstellung bieten sich Folienrollos oder ähnliche Ausführungen an.

Die Fig. 3 zeigt in einer Ansicht eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Die Heiz- und Kühlfunktion übernimmt in diesem Falle ein Induktionsklimagerät 25, das vorzugsweise in einem Brüstungsbereich installiert ist und aus einem Düsensatz 26, einem Zuluftgitter 27 und einem Wärme­ austauscher 28 besteht, der über ein nicht gezeigtes Vierleiterregelventil an ein Kaltwassernetz 23 und an ein Warmwassernetz 24 angeschlossen ist. Ein Druck­ kasten 26 a des Düsensatzes 26 ist mit einem Primär­ luftrohr 34 verbunden, das gleichzeitig auch den Zu­ luftauslaß 21 mit Primärluft zur Belüftung des zu klimatisierenden Raumes 49 versorgt. Die Primärluft 29 wird mit relativ hoher Geschwindigkeit durch das Zuluftgitter 27 ausgeblasen und saugt hierdurch Rück­ luft 30 an und fördert diese einschließlich der Primär­ luft 29 als Zuluft 19 gegen das Innenfenster 3 und überträgt die vom Wärmeaustauscher 28 abgegebene Wärme und Kälte an das Innenfenster 3.

Das Innenfenster 3 erwärmt oder kühlt durch Strahlung und Konvektion die Raumluft und die Innen­ einrichtungen des Raumes 49. Die zwischen dem Innen­ fenster 3 und der Sonnenschutzeinrichtung 4 strömende Zuluft 19 gelangt zur Raumdecke 36 und wird oberhalb der Sonnenschutzeinrichtung 4 in den Zwischenraum 13 geleitet, der vom Außenfenster 2 und von der Sonnen­ schutzeinrichtung 4 gebildet ist. Die Zuluft 19 strömt als Rückluft 30 zum Wärmetauscher 28 des Induktions­ klimagerätes 25. Die sehr geringe Primärluftmenge entweicht aufgrund eines geringen Überdruckes in Form von Fugenluft 31 über einen Luftspalt 32 in den Raum 49 neben dem Innenfenster 3.

Die Scheibe des Innenfensters 3 kann zwecks Flächenvergrößerung auch für einen größeren Wärme­ austausch gewellt ausgebildet sein. Die Primärluft­ menge des Induktionsklimagerätes 25 beträgt etwa 10 bis 20% der gesamten Zuluftmenge, die dem Raum 49 zugeführt wird. Über den Zuluftauslaß 21 strömen etwa 80 bis 90% der Zuluftmenge in den Raum 49. Die Zuluft- bzw. Primärluftmenge, etwa 80 bis 90%, kann aber auch über einen Säulenauslaß 33 dem Raum 49 zugeführt werden. Der Säulenauslaß 33 ist in diesem Falle an ein Primär­ luftrohr 34 angeschlossen.

Die Fig. 4 zeigt in einer Ansicht eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Das luftführende Kastenfenster 1 besteht hier ebenfalls aus einem feststehenden oder zu öffnenden Außenfenster 2 und einem vorzugsweise als Schiebefenster 3 ausge­ bildeten Innenfenster. Das Schiebefenster 3 kann zur Verminderung von Kosten auch rahmenlos sein und von einfachen Führungsschienen, die an der Raumdecke 36 und am Fußboden befestigt sind, geführt werden. Zwischen dem Außenfenster 2 und dem Schiebefenster 3 ist die Sonnenschutzeinrichtung 4 angeordnet, die aus einem Rollo, einer Vertikaljalousie oder einer Horizontal­ jalousie bestehen kann. Am besten eignen sich hierfür luftundurchlässige Sonnenschutzfolien 4 a, die im Bedarfs­ falle ohne Sonneneinstrahlung von Hand oder automatisch über eine Rolloeinrichtung hochgezogen werden können. An der Raumdecke 36 ist zwischen der Sonnenschutzein­ richtung 4 und dem Schiebefenster 3 ein Schlitzaus­ laß 37 angeordnet, der über eine Rohrleitung 38 mit einem Zuluftrohr 39 der erfindungsgemäßen Klimaanlage verbunden ist.

Am Zuluftrohr 39 ist außerdem ein Zuluftaus­ laß 40 über ein T-Stück 41 angeschlossen. Vor dem T- Stück 41 ist ein Nachwärmer 42 installiert, der an ein Warmwassernetz 43 angeschlossen ist. Hinter dem T-Stück 41 ist eine Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 angebracht, die mit einem nicht gezeigten Stellmotor versehen ist. Die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 ist mit einem nicht dargestellten Außenluftthermostaten und einem nicht gezeigten Sonnenfühler regeltechnisch verbunden. In einem Deckenhohlraum 45 ist ein Abluft­ rohr 46 installiert. In der Raumdecke 36 zwischen dem Außenfenster 2 und der Sonnenschutzeinrichtung 4 ist ein Überströmgitter 47 vorgesehen, das wahlweise auch über eine in Fig. 4 nicht dargestellte Abluftrohr­ leitung mit dem Abluftrohr 46 verbunden sein kann.

Bei maximalem Kühlfall strömt kalte Zuluft 48 zum einen in den Zuluftauslaß 40 und wird unerwärmt in einen zu klimatisierenden Raum 49 und zum anderen in den Schlitzauslaß 37 ausgeblasen. Kalte Zuluft 48′ wird über den Schlitzauslaß 37 entlang des Schiebe­ fensters 3 ausgeblasen. Die kalte Zuluft 48′ legt sich infolge des Coandaeffektes an das Schiebefenster 3 an und kühlt es ab. Das abgekühlte Schiebefenster 3 gibt die von der kalten Zuluft 48′ aufgenommene Kälteenergie in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klima­ tisierenden Raum 49 und an die in diesem befindlichen Gegenstände, z. B. Büroeinrichtungen, ab. Die zwischen der Sonnenschutzeinrichtung 4 und dem Schiebefenster 3 strömende kalte Zuluft 48′ erreicht den Fußboden und strömt von hier aus zwischen dem Außenfenster 2 und der Sonnenschutzeinrichtung 4 zur Raumdecke 36 und gelangt als erwärmte Zuluft 50 über das Überströmgitter 47 in den Deckenhohlraum 45. Von hier aus wird die erwärmte Zuluft 50 vom Abluftrohr 46 abgesaugt.

Die Temperaturdifferenz zwischen der abströmenden erwärmten Zuluft 50 und der einströmenden kalten Zu­ luft 48′ kann je nach Sonneneinstrahlung bis zu 18 K betragen. Damit läßt sich eine sehr hohe Kühllast mit einer relativ kleinen Zuluftmenge abführen. Die kalte Zuluft 48, die über den Zuluftauslaß 40 in den zu klimatisierenden Raum 49 strömt, erwärmt sich bis auf Raumtemperatur und wird so ausgeblasen, daß sie nicht mit der Raumdecke 36 in Berührung kommt. Damit wird erreicht, daß Raumabluft 51 mit einer Temperatur von der des Abluftrohres 46 abgesaugt wird, wobei die Temperatur etwa 2 bis 3°C höher als die Raumluft­ temperatur des klimatisierten Raumes 49 liegt. Die Temperaturdifferenz zwischen der Raumabluft 51 und der kalten Zuluft 48 beträgt 12 K bei maximalem Kühl­ fall und einer Raumtemperatur von 22°C.

Eine besonders wirtschaftliche Betriebsweise ergibt sich, wenn die Menge der kalten Zuluft 48′ etwa 40% der gesamten Zuluftmenge und die Menge der kalten Zuluft 48 etwa 60% der gesamten Zuluftmenge beträgt. Wird der Raum 49 mit einer Zuluftmenge von 9 m³/h m² klimatisiert, dann kann folgende Kühllast abgeführt werden:

Zur Abführung der gleichen Kühllast muß bei einer Temperaturdifferenz von 18 K die Zuluftmenge 13 m³/h m² betragen. Die Zuluftmenge der erfindungs­ gemäßen Ausbildung und Betriebsweise gegenüber konventionellen Klimaanlagensystemen um 1-9:13 ≈ 30% reduziert werden. Dies führt zu erheblich niedrigeren Energie- und Investitionskosten.

Liegt keine Sonneneinstrahlung vor, dann wird die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 über einen nicht dargestellten Sonnenfühler und einen nicht gezeigten Stellmotor zugefahren. Die klimatisierte Zuluft­ menge reduziert sich damit um 1-36:9 ≈ 40%. Damit kann die erfindungsgemäße Klimaanlage um etwa 2300 h/a mit einer um 40% niedrigeren Zuluftmenge betrieben werden. Dies führt zu einer weiteren sehr erheblichen Reduzierung der Energiekosten, die sogar niedriger sein können als bei einer unkontrollierten Fensterlüftung, z. B. für

Energiekosten Fensterlüftung13 bis 16 DM/m² a Ausbildung und Betriebs-
weise gemäß Fig. 410 bis 13 DM/m² a

Die Ausregelung der Raumlasten erfolgt bei vollem und reduziertem Zuluftbetrieb über den Nachwärmer 42, der über einen nicht gezeigten Raumthermostaten regelbar ist.

Auf gleiche Weise werden Transmissionsverluste des Kastenfensters 1 bis zu etwa 0°C Außentemperatur gedeckt. Sinkt die Außentemperatur weiter ab, dann wird die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 über einen nicht gezeigten Außenthermostaten und einen nicht dargestell­ ten Stellmotor geöffnet. Die vom Nachwärmer 42 er­ wärmte kalte Zuluft 48′ bzw. 48 strömt zum Zuluft­ auslaß 40 und Schlitzauslaß 37. Die am Schiebefenster 3 entlangströmende kalte Zuluft 48′ wird je nach Heiz­ last auf 25 bis 30°C erwärmt. Das erwärmte Schiebefenster 3 gibt seine Heizenergie in Form von Strahlung und Konvektion an die kalte Zuluft 48 und an die im Raum 49 befindlichen Gegenstände ab. Die sich am Schiebe­ fenster 3 abkühlende warme Zuluft 48′ strömt in der schon eingangs erwähnten Weise zum Überströmgitter 47 und wird vom Abluftrohr 46 abgesaugt.

Nachtheizung kann mit Umluftbetrieb realisiert werden. In diesem Falle wird die Luftregel- und Luft­ absperrklappe 44 geschlossen gehalten und die Zuluft­ menge um etwa 40% verringert. Die Nachtheizung dürfte aber kaum erforderlich sein, denn die Wärmedämmung des Kastenfensters 1 ist relativ hoch.

Die Raumbelüftung kann auch mit variablen Zuluft­ mengen vorgenommen werden, indem die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 in Abhängigkeit von der Raumkühl­ last eingestellt wird. Die Raumluftströmungsverhältnisse verändern sich dabei in dem zu klimatisierenden Raum 49 nur geringfügig oder gar nicht, weil die Menge der kalten Zuluft 48 des Zuluftauslasses 40 konstant gehalten wird.

Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer fünften Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Auch hier besteht das luftführende Kastenfenster 1 aus dem fest­ stehenden oder zu öffnenden Außenfenster 2 und dem Innen- bzw. Schiebefenster 3. Zwischen dem Außenfenster 2 und dem Schiebefenster 3 ist die Sonnenschutzeinrichtung 4 ange­ ordnet, die etwa 10 bis 20 cm von der Raumdecke 38 ab­ gehängt ist. Im Brüstungsbereich ist ein Plattenheiz­ körper 55 installiert, dessen Rückseite mit einer Iso­ lierung versehen ist. Der Plattenheizkörper 55 ist an ein Warmwassernetz 56 angeschlossen. Zwischen der Fenster­ brüstung und dem Schiebefenster 3 ist im Bereich des Fuß­ bodens ein Düsensatz 57 vorgesehen, der mit einem Luft­ verteilkasten 58 verbunden ist.

Der Luftverteilkasten 58 ist über eine Rohr­ leitung 59 an das Zuluftrohr 39 der erfindungsgemäßen Klimaanlage angeschlossen. In der Rohrleitung 59 be­ findet sich die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44. An das Zuluftrohr 39 ist außerdem ein Zuluftauslaß 40 angeschlossen. Ein Teil der gekühlten Luft 60 wird über den Düsensatz 57, der andere Teil der gekühlten Zuluft 60′ über den Zuluftauslaß 40 ausgeblasen. Die gekühlte Zuluft 60 strömt längs des Schiebefensters 3 zum Überströmgitter 47 und überträgt auf diesem Wege ihre Kühlenergie an das Schiebefenster 3. Das abge­ kühlte Schiebefenster 3 gibt die in ihr enthaltene Kühlenergie in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klimatisierenden Raum 49 ab. Vom Überströmgitter 47 aus wird die erwärmte Zuluft 60 vom Abluftrohr 46 über den Deckenhohlraum 45 abgesaugt. Der restliche Teil der Kühllast wird von der Zuluft 60′ gedeckt, die über den Zuluftauslaß 40 ausströmt.

Liegt keine äußere Wärmebelastung durch Sonnen­ einstrahlung vor, dann wird die Luftregel- und Luft­ absperrklappe 44 über einen nicht dargestellten Sonnen­ fühler und einen nicht gezeigten Stellmotor ge­ schlossen und die Zuluftausblasung über einen Düsen­ satz 57 unterbunden. Steigen die Transmissionsverluste an bzw. kühlt sich die Raumluft ab, dann erwärmt der Plattenheizkörper 55 die im Kastenfenster 1 enthaltene Luft. Durch die hierdurch entstehende Zirkulations­ strömung wird das Schiebefenster 3 erwärmt. Das er­ wärmte Schiebefenster 3 gibt seine Heizenergie in Form von Strahlung und Konvektion an die Luft des zu klimatisierenden Raumes 49 ab.

Der Plattenheizkörper 55 kann aber auch in Betrieb sein, wenn über den Düsensatz 57 gekühlte Zuluft 60 ausströmt. Der am Schiebefenster 3 auf­ steigende konvektive Heizluftstrom gelangt entlang der Raumdecke 36 zum Zuluftauslaß 40 und erwärmt die gekühlte Zuluft 60′. Bei Nachtheizbetrieb beheizt der Plattenheizkörper 55 über das Schiebefenster 3 den Raum 49, ohne daß die erfindungsgemäße Klimaanlage in Betrieb gehalten werden muß. Der Plattenheiz­ körper 55 kann bei extremen Außentemperaturen für Kühlzwecke über Kaltwasser abgekühlt werden. Bei ab­ geschalteter Klimaanlage ist der Raum 49 auch auf natürliche Weise be- oder entlüftbar, wenn das Außen­ fenster 2 und das Schiebefenster 3 geöffnet werden. Dies bezieht sich auf alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klimaanlage (Fig. 1 bis 5).

Die Fig. 6 zeigt in einer Ansicht eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klimaanlage. Ein luftführendes Sonnenschutzrollo 62 übernimmt in diesem Falle die Funktion des Schiebefensters 3, ähnlich wie z. B. in Fig. 5. Das Sonnenschutzrollo 62 besteht vorzugsweise aus einer aufrollbaren, luftundurch­ lässigen Metallfolie, kann aber auch aus Werkstoffen wie Glasfaser oder Wollstoff bestehen, die eine nur geringe Luftdurchlässigkeit besitzen. Das Sonnenschutz­ rollo 62 kann manuell oder automatisch über einen Rollokasten 63 aufgerollt oder herabgelassen werden und ist mit etwa 20 bis 30 cm Abstand parallel zum Außenfenster 2 angebracht. Zwischen dem Außenfenster 2 und dem Sonnenschutzrollo 62 besteht ein Fenster­ zwischenraum 64. Das Sonnenschutzrolle 62 reicht bis zu einer Fensterbank 65 oder bis zum Fußboden. Hinter dem Rollokasten 63 ist der Schlitzauslaß 37 angeordnet, der sich über die Länge des Rollokastens 63 erstreckt.

Zwischen dem Schlitzauslaß 37 und einem Brüstungssturz 66 befindet sich ein Luftspalt 67 mit einer Breite von etwa 2 bis 4 cm. Etwa 2 bis 4 cm unterhalb des Brüstungssturzes 66 ist ein Verkleidungs­ blech 68 angebracht, das an den Schlitzauslaß 37 heranreicht, vom Außenfenster 2 jedoch einen Abstand von etwa 2 bis 4 cm besitzt, so daß sich ein weiterer Luftspalt 69 ergibt. Der Schlitzauslaß 37 ist an eine Luftverteilung 70 angeschlossen. Die Luftverteilung 70 ist mit einem nicht dargestellten Volumenstromregler und der hier nicht gezeigten Luftregel- und Luftabsperr­ klappe 44 ausgerüstet.

Der nicht gezeigte Stellmotor der hier ebenfalls nicht dargestellten Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 und/oder des Volumenstromreglers ist mit einem Sonnen­ fühler und/oder einem Raumthermostaten verbunden. Ein Zuluftkanal 71 für die Raumbelüftung ist über eine Ver­ bindungsleitung 72 an einen Quelluftauslaß 73 ange­ schlossen. In der Verbindungsleitung 72 ist raumweise ein Luftnachwärmer 74 installiert, der über eine Vor- und Rücklaufleitung 75 an ein Heizwassernetz 76 ange­ schlossen ist. In der Vorlaufleitung 75 befindet sich ein Wasserregelventil 77, dessen nicht gezeigter Stellmotor von einem Raumthermostaten 78 regelbar ist.

Der Zuluftkanal 71 ist mit einem Volumenstrom­ regler ausgerüstet, der die Zuluftmenge für die Be­ lüftung des Raumes 82 konstant hält. Eine Abluftrohr­ leitung 79 ist mit einem Volumenstromregler aus­ gerüstet, die regeltechnisch mit der Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 oder dem Volumenstromregler der Luftverteilleitung 70 verbunden ist. Bei Sonnen­ einstrahlung wird das Sonnenschutzrollo 62 manuell oder automatisch heruntergefahren. Der Volumenstrom­ regler oder die Luftregel- und Luftabsperrklappe 44 der Luftverteilleitung 70 öffnet damit die Luftzufuhr zum Schlitzauslaß 37.

Kalte Fensterzuluft 80 wird mit relativ kleiner Geschwindigkeit aus dem Schlitzauslaß 37 ausgeblasen und strömt infolge der Strahlenenergie, der Schwere und des Coandaeffektes an der Innenseite des Sonnenschutz­ rollos 62 entlang bis zur Fensterbank 65. Bei diesem Vorgang wird das Sonnenschutzrollo 62 abgekühlt und die Fensterzuluft 80 auf etwa 18 bis 20°C erwärmt. Die erwärmte Fensterzuluft 80 steigt anschließend entlang des Außenfensters 2 nach oben und erwärmt sich an diesem bis auf 26 bis 30°C. Die erwärmte Fensterzuluft 80′ strömt dann über die Luftspalten 69 und 67 in den Deckenhohlraum 81 und wird dabei von der Abluftrohr­ leitung 79 abgesaugt. Die Abluftrohrleitung 79 saugt außerdem Raumabluft über nicht gezeigte Abluftleuchten ab.

Wird bei fehlender Sonneneinstrahlung das Sonnenschutzrollo 62 manuell oder automatisch hoch­ gezogen, dann wird die Luftzufuhr zum Schlitzauslaß 37 unterbunden. Die Fensterzuluft 80 übernimmt die Deckung der Fensterkühllast (Sonneneinstrahlung). Die Be­ lüftung und Klimatisierung eines Büroraumes 82 er­ folgt durch Raumzuluft 83, die vom Zuluftkanal 71 über den Luftnachwärmer 74 und den Quelluftauslaß 73 aus­ strömt. Veränderliche Heiz- und Kühllasten werden über den Luftnachwärmer 74 vom Wasserregelventil 77 und Raumthermostaten 78 aus geregelt. Die Raumzuluft 83 wird vorzugsweise mit konstanter Menge dem Büroraum 82 zugeführt. Bei geringen Raumbelastungen oder Abwesen­ heit von Personen kann die Raumzuluft 83 wahlweise über einen nicht dargestellten Volumenstromregler ver­ ändert werden. Bei lang andauernder Fensterlüftung deckt ein Heizkörper 84 die Heizlast des Büroraumes 82. Im Falle von Vollklimatisierung kann auf die Installation eines Heizkörpers 84 verzichtet werden.

Claims (32)

1. Klimaanlage mit Luftführungs- und Zuluftausblas­ system, das Schlitz-, Drall- und/oder Düsenauslässe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage ein Kastenfenster (1) mit einer Sonnenschutzeinrichtung (4) aufweist und daß das Luftführungs- und Zuluftaus­ blassystem mit Einrichtungen (5, 16, 25, 55) versehen ist, mit denen ein großer Teil einer durch Sonnenein­ strahlung entstehenden Kühllast außerhalb von zu klimatisierenden Räumen (15, 49, 82) abführbar ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenfenster (1) aus einem feststehenden oder zu öffnenden Außenfenster (2) und einem auch als Schiebefenster verwendbaren Innenfenster (3) besteht und daß das Kastenfenster (1) maximal die Höhe der zu klimatisierenden Räume (15, 49, 82) einnimmt.

3. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenschutzeinrichtung (4) das Kastenfenster (1) in einen luftführenden Bereich (12) und einen luftführenden Zwischenraum (13) unterteilt und maximal die Höhe der zu klimatisierenden Räume (15, 49, 82) einnimmt.

4. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der luftführende Bereich (12) zwischen dem Innenfenster (3) und der Sonnenschutzein­ richtung (4), der luftführende Zwischenraum (13) dagegen zwischen dem Außenfenster (2) und der Sonnen­ schutzeinrichtung (4) liegt.

5. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung des Luftführungs- und Zuluftausblassystems aus einem oben am Kasten­ fenster (1) angeordneten Ventilatorkühlgerät (5) be­ steht, das einen Querstromventilator (6), einen Luft­ kühler (7), einen Beipaßkanal (8) und ein Luftaustritts­ gitter (9) aufweist und an ein Kaltwassernetz (10) an­ geschlossen ist, wobei der Querstromventilator (6) vom Luftkühler (7) abgekühlte Kaltluft (11) in den luft­ führenden Bereich (12) und den Zwischenraum (13) und von hier nach oben in den Beipaßkanal (8) fördert.

6. Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorkühlgerät (5) auch in einem Brüstungs- oder Fußbodenbereich installierbar ist.

7. Klimaanlage nach dem Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung des Luftführungs- und Zuluftausblassystems aus einem Ventilatorheiz- und Kühlgerät (16), das in einem Brüstungsbereich des Kastenfensters (1) installierbar ist, besteht und einen Luftfilter (17), einen Wärmeaustauscher (18) und das Luftaustrittsgitter (9) aufweist.

8. Klimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (18) über ein Vierleiter­ regelventil (22) an ein Kaltwassernetz (23) und ein Warmwassernetz (24) anschließbar ist, wobei das Vier­ leiterregelventil (22) über irgendeinen Raumthermo­ staten in Abhängigkeit Von der Heiz- und Kühllast der zu klimatisierenden Räume (15, 49, 82) regelbar ist.

9. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Luftaustritts­ gitter (9) austretende Zuluft (19) längs des Innen­ fensters (3) zur Raumdecke (36) strömt und dabei das Innenfenster (3) erwärmt oder abkühlt, wobei die Wärme- oder Kälteenergie des Innenfensters (3) in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klimatisierenden Raum (15) übertragbar ist, und daß Rückluft (20) im Zwischenraum (13) zum Luftfilter (17) und Quer­ stromventilator (6) fließt,wobei restliche Kühllast als klimatisierte Zuluft über einen Zuluftauslaß (21) in den zu klimatisierenden Raum (15) einleitbar ist.

10. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenschutzeinrichtung (4) etwa 10 cm von der Raumdecke (36) abhängt und vorzugsweise aus luftundurchlässigen Folienrollos be­ steht.

11. Klimaanlage nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung des Luftführungs- und Zuluftausblassystems aus einem Induktionsklima­ gerät (25), das in einem Brüstungsbereich des Kasten­ fensters (1) installierbar ist, besteht und einen Düsensatz (26), ein Zuluftgitter (27) für austretende, am Innenfenster (3) vorbeiströmende Zuluft (19) und einen Rückluft (30) aufnehmenden Wärmeaustauscher (28) aufweist, welcher über das Vierleiterregelventil (22) an das Kaltwassernetz (23) und das Warmwassernetz (24) anschließbar ist.

12. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß oben am Innenfenster (3) ein Luftspalt (32) zum Austreten von Fugenluft (31) in den zu klimatisierenden Raum (49) angeordnet ist.

13. Klimaanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsensatz (26) einen mit einem Primärluft­ rohr (34) verbundenen Druckkasten (26 a) aufweist, wobei das Primärluftrohr (34) gleichzeitig auch den Zuluft­ auslaß (21) mit Primärluft (29) zur Belüftung des Raumes (49) versorgt.

14. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenschutzein­ richtung (4) aus luftundurchlässigen Sonnenschutz­ folien (4 a) besteht.

15. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Raumdecke (36) zwischen der Sonnenschutzeinrichtung (4) und dem Schiebefenster (3) ein Schlitzauslaß (37) zum Aus­ blasen von Kaltluft (48′) angeordnet ist, der über eine Rohrleitung (38) mit einem Zuluftrohr (39) verbunden ist, wobei die Kaltluft (48′) sich an das Schiebefenster (3) anlegt, welche die aufgenommene Kälteenergie in Form von Strahlung und Konvektion an den zu klimatisierenden Raum (49) abgibt.

16. Klimaanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Zuluftrohr (39) ein Zuluftauslaß (40) über ein T-Stück (41) angeschlossen ist, wobei vor dem T-Stück (41) ein über einen Raumthermostaten regelbarer Nach­ wärmer (42) und hinter dem T-Stück (41) eine Luftregel- und Luftabsperrklappe (44) installierbar ist.

17. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Raumdecke (36) zwischen dem Außenfenster (2) und der Sonnenschutzein­ richtung (4) ein Überströmgitter (47) vorgesehen ist, das mit einem in einem Deckenhohlraum (45) vorgesehenen Abluftrohr (46) verbindbar ist, wobei durch das Über­ strömgitter (47) erwärmte Zuluft (50) fließt, welche vom Abluftrohr (46) absaugbar ist.

18. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Außen­ fenster (2) und dem Schiebefenster (3) vorgesehene Sonnenschutzeinrichtung (4) etwa 10 bis 20 cm von der Raumdecke (36) abhängbar ist.

19. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung des Luftführungs- und Zuluftaus­ blassystems aus einem an ein Wassernetz (56) anschließ­ baren Plattenheizkörper (55) besteht.

20. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brüstungs­ bereich des Kastenfensters (1) und dem Schiebefenster (3) im Bereich des Fußbodens ein mit einem Luftverteil­ kasten (58) verbundener Düsensatz (57) vorgesehen ist, wobei der Luftverteilkasten (58) über eine Rohrleitung (59) an das Zuluftrohr (39) angeschlossen ist.

21. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenfenster (1) aus einem Außenfenster (2) und einem Sonnenschutz­ rollo (62) besteht, das aufrollbare, luftundurchlässige Metallfolien aufweist und bis zu einer Fensterbank (65) reicht.

22. Klimaanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenschutzrollo (62) über einen Rollo­ kasten (63) aufrollbar und mit etwa 20 bis 30 cm Ab­ stand parallel zum Außenfenster (2) montierbar ist.

23. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenschutzrollo (62) aus Glasfasern oder Wollstoff besteht.

24. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenfenster (2) und dem Sonnenschutzrollo (62) ein Fensterzwischen­ raum (64) besteht.

25. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Rollokasten (63) ein Schlitzauslaß (37) angeordnet ist, der sich längs des Rollokastens (63) erstreckt.

26. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlitzauslaß (37), aus dem kalte Fensterluft (80) ausblasbar ist, die infolge der Strahlenenergie, Schwere und Voandaefeektes an der Innenseite des Sonnenschutzrollos (62) entlang bis zur Fensterbank (65) strömt, und einem Brüstungs­ sturz (66) ein Luftspalt (67) für erwärmte Fenster­ luft (80′) mit einer Breite von 2 bis 4 cm vorgesehen ist.

27. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 2 bis 4 cm unterhalb des Brüstungssturzes (66) ein Verkleidungsblech (68) ange­ bracht ist, das an den Schlitzauslaß (37) heranreicht, vom Außenfenster (2) jedoch einen Abstand von etwa 2 bis 4 cm besitzt, so daß sich ein Luftspalt (69) er­ gibt, durch den erwärmte Fensterzuluft (80′) in einen Deckenhohlraum (81) einströmt.

28. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuluftkanal (71) für die Be­ lüftung des Raumes (82) über eine Verbindungsleitung (72) an einen Quelluftauslaß (73) angeschlossen ist.

29. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (72) ein Luftnachwärmer (74) installiert ist, der über eine Vor- und Rückluftleitung (75) an ein Heizwasser­ netz (76) anschließbar ist.

30. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Vorlaufleitung (75) ein Wasserregelventil (77) befindet, dessen Stellmotor von einem Raumthermostaten (78) regelbar ist.

31. Klimaanlage nach den Ansprüchen 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abluftrohrleitung (79) mit einem Volumregler ausgerüstet ist, wobei die Abluft­ rohrleitung (79) regeltechnisch mit der Luftregel- und Luftabsperrklappe (44) oder dem Volumenregler der Luft­ verteilleitung (70) verbunden ist.

32. Klimaanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß Raumzuluft (83), die vom Zuluftkanal (71) über den Luftnachwärmer (74) zum Quelluftauslaß (73) strömt und dem Belüften und Klimatisieren eines Büroraumes (82) dient, in konstanter Menge zuführbar ist.