Induktionsklimagerät
Das Hauptpatent betrifft ein Induktionsklimagerät mit einem Gehäuse, enthaltend eine Primärluftkammer, eine Mischkammer, in welche mindestens eine mit der Primärluftkammer verbundene Düse mündet, zwei Wärmetauscher, von denen jeder an ein eigenes Netz angeschlossen ist, eine in die Mischkammer mündende Eintrittsöffnung für Sekundärluft und je ein Absperrorgan zur Beeinflussung des Luftdurchtrittes durch die beiden Wärmetauscher, wobei einer der Wärmetauscher in der Primärluftkammer angeordnet ist.
Bei diesem Induktionsklimagerät sind zur Vermeidung von Wärmeverlusten durch Streifkonvektion dem einen Wärmetauscher eine schwenkbare Verschalung und dem anderen Wärmetauscher schwenkbare Lamellen zugeordnet, die in deren geschlossenen Stellungen nicht nur den Durchtritt von Luft durch den zugehörigen Wärmetauscher verhindern, sondern diesen auch teilweise abschirmen.
Obwohl mit Hilfe solcher Elemente auch eine vollständige Abschirmung möglich ist, bedingt die bewegliche Anordnung derselben einen das Gerät verteuernden, mechanischen Aufwand. In vielen Fällen ist es auch schwierig, derartige bewegliche Elemente infolge des grösseren Platzbedarfes im Gerät unterzubringen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Induktionsklimagerätes, welches bei gleichzeitiger Lösung des Problems der Wärmeverluste diese Nachteile vermeiden lässt.
Das Induktionsklimagerät gemäss der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens einer der Wärmetauscher in einem zwei oeffnungen für den Luftdurchtritt aufweisenden, thermischen Isolierraum angeordnet ist, von welchen Öffnungen mindestens eine durch eine Klappe absperrbar ist, und dass sich die durch die Klappe absperrbare Öffnung auf derjenigen Seite des Wärmetauschers befindet, nach welcher sich bei offener Klappe eine freie Konvektionsluftströmung einstellt.
Unter einem thermischen Isolierraum wird im vorliegenden Zusammenhang eine Anordnung verstanden, die die den Wärmetauscher umgebende Luft gefangen hält, ohne dabei notwendigerweise den Wärmetauscher allseitig vollständig abzuschliessen. Die Klappe, die dem Wärmetauscher zugeordnet ist, kann dabei einen Teil der Begrenzungswand des thermischen Isolierraumes bilden, wobei der thermische Isolierraum unwirksam wird, wenn die Klappe aus der Bypasstellung verschwenkt wird. Die allenfalls noch vorhandene Off- nung in der Begrenzungswand des thermischen Isolierraumes wirkt in diesem Falle als Einlass oder Auslass für die den Wärmetauscher durchströmende Luft.
Handelt es sich um einen an das Kaltwassernetz angeschlossenen Wärmetauscher, so ist die Klappe vorzugsweise unterhalb des Wärmetauschers angeordnet, während die Öffnung in der Begrenzungswand des thermischen Isolierraumes vorzugsweise oberhalb des Wärmetauschers liegt. Umgekehrt ist im Falle eines an das Warmwassernetz angeschlossenen Wärmetauschers die Öffnung in der Begrenzungswand des zugehörigen thermischen Isolierraumes vorzugsweise oberhalb des Wärmetauschers angeordnet.
Durch die Anordnung des oder der Wärmetauscher in einem thermischen Isolierraum ist es möglich, Wärmeverluste durch Streifkonvektion vollständig zu vermeiden, ohne dass hierzu zusätzliche bewegliche Abschlusselemente oder Klappen benötigt werden; die sich in der Umgebung des Wärmetauschers, d. h. innerhalb des thermischen Isolierraumes bildende Konvektionsströmung ist in sich geschlossen.
In der Zeichnung sind drei beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Induktionsklimagerätes dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 die erste Ausführungsform im Querschnitt
Fig. 2 einen Querschnitt durch die zweite Ausführungsform und
Fig. 3 einen Querschnitt durch die dritte Ausführungsform.
In Fig. 1 ist mit 102 ein Gehäuse mit rechteckförmigem Querschnitt dargestellt, wobei dieses mit seinem Boden 104 auf dem mit 106 bezeichneten Fussboden des zu klimatisierenden Raumes steht. Mit 108 ist eine Vorderwand, mit 110 eine Rückwand und mit 112 die Oberseite des Gehäuses bezeichnet. Das Gehäuse 102 enthält eine durch einen mehrteiligen Blechkasten 116 begrenzte Primärluftkammer 114, die in eine Eintrittskammer 120, einen thermischen Isolierraum 140 und Verbindungskammern 114 und 146 unterteilt ist. Eine Primärluftleitung 118 mündet stirnseitig in die Eintrittskammer 120, die an ihrer Unterseite eine Austrittsöffnung 122 in Form eines sich annähernd über die Länge der Kammer erstreckenden Schlitzes aufweist. Der Aus trittsöffnung 122 ist ein Drosselschieber 124 zugeordnet.
Der Isolierraum 140 enthält einen Wärmetauscher 125, der mit seiner einen Seite an einer im Querschnitt U-förmigen Isolation 128 anliegt, während die gegen überliegende Seite des Wärmetauschers mit einem Abdeckblech 130 versehen ist. An seinem oberen Ende weist das Abdeckblech 130 eine abgewinkelte Sitzleiste 131 auf, die zum Zusammenwirken mit einem Klappenorgan 132 bestimmt ist. Das Klappenorgan 132 besitzt eine horizontale, parallel zur Längsachse des Gehäuses verlaufende Schwenkachse 134 sowie daran anschliessende, nach entgegengesetzten Seiten abragende Klappenteile 132a und 132b. Aus der einen, strichpunktiert dargestellten Endlage der Klappe 132, in welcher der Klappenteil 132b mit der Sitzleiste 131 zusammenwirkt, ist die Klappe im Uhrzeigersinn in die andere Endlage verschwenkbar, in welcher dieser Klappenteil mit einer Sitzleiste 136 zusammenwirkt.
In dieser Endlage liegt der Klappenteil 132a an einer Sitzleiste 138 an, wobei die Sitzleisten 136 und 138, die horizontal von den entsprechenden vertikalen Kastenwänden abragen und sich über die ganze Länge des Kastens erstrecken, zusammen mit der sich in der ausgezogen dargestellten Lage bindlichen Klappe 132 den thermischen Isolierraum 140 nach oben abschliessen. Dem in der strichpunktierten Lage dargestellten Klappenteil 132a ist eine annähernd vertikal verlaufende Dichtungslippe 142 zugeordnet, die den zwischen der Eintrittskammer 120 und dem thermischen Isolierraum 140 liegenden Teil des Kastens 116 in die beiden Verbindungskammem 144 und 146 unterteilt. Während die Kammer 144 an der Oeffnung 122 angeschlossen ist, steht mit der Kammer 146 eine Schlitzdüse 148 in Verbindung.
Die Schlitzdüse 148 mündet in eine zwischen dem Kasten 116 und einem Winkelblech 150 begrenzte Mischkammer 152, die über in der Oberseite 112 vorgesehene Öffnungen 154 mit dem zu klimatisierenden Raum in Verbindung steh.t Zwischen dem Winkelblech 150 und einem im Boden 104 abgestützten Winkelprofil 156 ist ein Wärmetauscher 158 angeordnet, an dessen dem Kasten 116 abgekehrter Seite ein Luftfilter 160 angeordnet ist. Die Vor derwand 108 des Gehäuses 102 besitzt eine dem Filter 160 annähernd flächengleiche Eintrittsöffnung 162 für Sekundärluft, die mit nach abwärts geneigten und horizontal verlaufenden Lamellen 164 besetzt ist.
Unterhalb des Wärmetauschers 158 bzw. des einen Schenkels 156a des Winkelprofils 156 ist ein Kondenswasserbehälter 166 angeordnet. wobei der Schenkel 156a zwischen dem Wärmetauscher 158 und dem Filter 160 eine nach abwärts gerichtete Verdickung 168 enthält, in welcher verteilt angeordnete Öffnungen 170 vorgesehen sind, aus welchen sich sammelndes Kondenswasser in den Behälter 166 abströmen kann.
Dem Scheitel des Winkelprofiles 156 benachbart ist eine Schwenkachse 172 einer Klappe 174 angeordnet, die dem Filter 160 annähernd flächengleich ist und in der einen ausgezogen dargestellten Endlage, in welcher diese Klappe am Wärmetauscher 158 anliegt, mit ihrer freien Längskante das Winkelblech 150 berührt. Anderseits ist die Klappe 174 in die andere strichpunktiert dargestellte, entgegengesetzte Endlage verschwenkbar, in welcher deren freie Längskante mit der der Klappe 174 benachbarten Wand des Kastens 116 zusammenwirkt. Zwischen dem Kasten 116 und der Rückwand 110, dem Boden 104 und dem Winkel 156 ist ein Bypasskanal 176 gebildet, in welchen in der Oberseite 112 vorgesehene Einlassöffnungen 178 für Sekundärluft aus dem zu klimatisierenden Raum münden.
Während der Wärmetauscher 158 vorzugsweise an das Kaltwassernetz angeschlossen ist, steht der Wärmtauscher 126 mit dem Warmwassernetz in Verbindung.
In der ausgezogen dargestellten Lage der Klappe 132 kann jedoch keine Erwärmung der durch die Primärluftleitung 118 in die Eintrittskammer 120 und bei entsprechender Stellung des Drosselschiebers 124 durch die Öffnung 122 in die Kammer 144 und schliesslich in die Kammer 146 strömenden Primärluft erfolgen, da der den Wärmetauscher 126 enthaltende und von der Isolation 128 auf drei Seiten umgebende thermische Isolierraum 140 vollständig geschlossen ist. Die Primärluft strömt deshalb zwischen der Dichtungslippe 142 und dem Klappenteil 132a hindurch und gelangt über die Kammer 146 zur Düse 148, durch welche sie in die Mischkammer 152 austritt.
Da die Klappe 174 die Verbindung zu der vor dem Wärmetauscher 158 liegenden Eintrittsöffnung 162 für Sekundärluft unterbrochen hält, hingegen die Verbindung zum Bypasskanal 176 ge öffnet ist, wird durch die Injektionswirkung der aus der Düse 148 austretende Primärluft Raumluft als Sekundärluft durch die öffnungen 178 in den Bypasskanal 176 eingesaugt, wobei diese Raumluft sich in der Mischkammer 152 mit der Primärluft vermischt und durch die Öffnungen 154 wiederum in den zu klimatisierenden Raum austritt. Soll die Temperatur im Raum gesenkt werden, so wird die Klappe 174 aus der ausgezogen dargestellten Lage im Uhrzeigersinn in eine Zwischenstellung verschwenkt, so dass in die Mischkammer 152 nicht nur Sekundärluft aus dem Bypasskanal 176, sondern auch durch die Öffnung 162 eintretende und den Wärmetauscher 158 durchströmende Sekundärluft eingesaugt wird.
Soll das Gerät mit voller Kühlleistung arbeiten, so wird die Klappe 174 in die strichpunktierte Lage verschwenkt; die Verbindung zum Bypasskanal 176 ist damit unterbrochen, so dass die Primärluft nur noch den Wärmetauscher 158 durchströmende Sekundärluft ansaugt.
Soll der Raum erwärmt werden, so wird die Klappe 132 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Damit kann Primärluft aus der Kammer 144 in den thermischen Isolierraum 140 einfliessen, den Wärmetauscher 126 durchströmen und zwischen dem Klappenteil 132b und der Sitzleiste 136 in die Kammer 146 gelangen. Es vermischt sich deshalb in der Mischkammer 152 erwärmte Primärluft mit der durch den Bypasskanal 176 eingesaugte Raumluft; die Klappe 174 befindet sich in diesem Betriebszustand in der ausgezogen dargestellten Lage.
Währenddem in den Zwischenstellungen der Klappe 132 zwischen den beiden zeichnerisch angedeuteten Endlagen dieser Klappe nur ein Teil der Primärluft aus der Kammer 144 in den thermischen Isolierraum 140 eintritt und ein anderer Teil zwischen dem Klappenteil 132a und der Dichtungslippe 142 unmittelbar in die Kammer 146 gelangt, wird in der strichpunktiert dargestellten Endlage der Klappe 132 sämtliche Primärluft durch den Wärmetauscher 126 geführt, so dass die volle Heizleistung abgegeben wird.
Es ist offensichtlich, dass das in Fig. 1 dargestellte Gerät nicht nur in der dargestellten aufrechten Lage des Gehäuses 102 betrieben werden kann; vielmehr kann dieses Gerät nach vorwärts oder rückwärts geneigt eingebaut werden. Daneben ist es selbstverständlich möglich, das Gehäuse der vorgesehenen Einbaulage weitgehend anzupassen. So wäre es beispielsweise auch möglich, die Bypassluft von der Vorderseite in den unterhalb des Kastens 116 liegenden Teil des Bypasskanales 176 eintreten zu lassen, währenddem auf den zwischen der Rückwand 110 und dem Kasten 116 liegenden Teil dieses Kanales verzichtet werden könnte.
Eine derartige Ausführungsform des Induktionsklimagerätes ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Eintrittsöffnung 202 für die Raumluft (Sekundärluft) ist dabei in der Vorderwand 204 des mit 200 bezeichneten Gehäuses vorgesehen, wobei durch diese Öffnung nicht nur Luft, die durch den Bypasskanal 218 strömt, sondern auch die für den Durchtritt durch den Wärmetauscher 206 bestimmte Luft eintritt. Der an das Kaltwassernetz angeschlossene Wärmetauscher 206 ist gemäss diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls in einem thermischen Isolierraum 208 angeordnet, der durch eine der Vorderwand benachbarte Isolation 210, eine schräge Wand 212 und eine vertikale Trennwand 214 sowie durch eine an der letzteren angelenkte Klappe 216 begrenzt ist.
In der ausgezogen dargestellten Lage der Klappe 216 strömt die durch die Öffnung 202 eintretende Sekundärluft in den Bypasskanai 218 und gelangt in die Mischkammer 222, in welche die Primärluftdüse 220 mündet, während der thermische Isolierraum 208 keine vorbeiströmende Luft aufnimmt und auch keine Luft an die Mischkammer 222 abgibt, obwohl dieser thermische Isolierraum bei 224 eine Öffnung in seiner körperlichen Begrenzung aufweist.
Ähnliche Verhältnisse bestehen auch bei einem Wärmetauscher 228, der an das Warmwassernetz angeschlossen und in einem thermischen Isolierraum 226 innerhalb einer Primärluftkammer 246 angeordnet ist.
Die Primärluftkammer 246 umfasst daneben eine an eine Primärluftleitung angeschlossene Eintrittskammer 240. Die aus der Trennwand 230, der geschlossenen Klappe 232 (ausgezogene Darstellung in Fig. 2), der Isolation 234 und der Gehäuserückwand 236 gebildete Begrenzungswandung des thermischen Isolierraumes 226 ist bei 238 offen. Jedoch gelangt keine aus der Eintrittskammer 240 ausströmende Luft in den thermischen Isolierraum 226; anderseits ist die in diesem thermischen Isolierraum 226 enthaltene Luft gefangen, da bei geschlossener Klappe 232 ein Austritt für die erwärmte und aufsteigende Luft fehlt, so dass diese in einer schwachen, in sich geschlossenen Strömung durch den Wärmetauscher 228 fliesst.
Wird die Klappe 232 oder die Klappe 216 geöffnet, so entsteht eine Strömung durch den zugehörigen Wärmetauscher, deren Richtung derjenigen einer reinen Konvektionsströmung entgegengesetzt ist, d. h. durch den an das Warmwassernetz angeschlossenen Wärmetauscher 228 fliesst infolge des Primärluftdruckes eine Strömung nach abwärts, die durch die Öffnung 238 und den Kanal 242 zu der Primärluftdüse 220 gelangen kann. Sinngemäss entsteht durch den Wärmetauscher 206 eine nach aufwärts gerichtete Strömung, wenn die Klappe 216 geöffnet wird, indem die Primärluftdüse 220 durch die Öffnung 224 Sekundärluft aus dem nunmehr unwirksamen thermischen Isolierraum 208 absaugt. Die gemischte Luft tritt aus der Mischkammer 222 durch Öffnungen 244 in den zu klimatisierenden Raum aus.
Die Wirkungsweise des Induktionsklimagerätes nach diesem Ausführungsbeispiel ist im übrigen die gleiche wie diejenige des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
Das in Fig. 3 dargestellte Induktionsklimagerät entspricht insofern demjenigen nach Fig. 2, als auch hier sowohl der an das Warmwassernetz angeschlossene Wärmetauscher 302 wie auch der an das Kaltwassernetz angeschlossene Wärmetauscher 304 je in einem thermi schen Isolierraum 306 bzw. 308 angeordnet sind, wobei der Isolierraum 306 mit seinem Wärmetauscher 302 innerhalb der Primärluftkammer 305 angeordnet ist, die auch eine Eintrittskammer 320 umfasst. Der thermische Isolierraum 308 ist dann wirksam, wenn die mit 310 bezeichnete Klappe ihre in ausgezogenen Linien dargestellte Lage einnimmt, in welcher Sekundärluft durch die Öffnungen 332 und die Bypassöffnung 312 in die Mischkammer 314 ungehindert eintreten kann.
Eine Strömung durch den thermischen Isolierraum 308 hindurch kann nicht entstehen, da die durch den Wärmetauscher 304 gekühlte und absinkende Luft infolge der die Öffnung 316 abschliessenden Klappe 310 nicht austreten kann. In gleicher Weise verhindert die Klappe 318 in der ausgezogen dargestellten Lage einen Austritt von erwärmter Luft aus dem thermischen Isolierraum 306, der unterhalb der Eintrittskammer 320 liegt, so dass nicht erwärmte Primärluft aus der Kammer 320 durch die Düse 322 in die Mischkammer 314 einströmt.
Ist die Klappe 318 hingegen gegenüber der ausgezogen dargestellten Lage im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt worden, so kann die Primärluft den nunmehr unwirksamen thermischen Isolierraum 306 durchströmen und durch die Öffnung 324 aus diesem ausströmen. Befindet sich die Klappe 310 hingegen in ihrer strichpunktiert dargestellten Lage, so wird durch die Düse 322 Luft aus dem nunmehr unwirksamen thermischen Isolierraum 308 abgesaugt; es bildet sich deshalb, wenn die Klappe 310 sich in der strichpunktierten Lage befindet, eine durch die Öffnung 326 eintretende Sekundärluftströmung, die den Wärmetauscher 306 durchfliesst. Auch hier ist die Wirkungsweise des Induktionsklimagerätes die gleiche wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben.
Sofern vorgesehen ist, den Wärmetauscher 304 z. B.
für Nachtbetrieb an das Warmwassernetz anzuschliessen bzw. umzuschalten und eine Erwärmung des Raumes durch eine reine Konvektionsströmung zu erzeugen, wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 ebenfalls möglich ist, kann Raumluft durch die Öffnung 328 angesaugt werden, wobei diese den Wärmetauscher 304 von unten her durchströmt und durch die Öffnung 326 aus dem Gehäuse 330 austritt. Die Klappe 310 wird in diesem Fall in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Lage verschwenkt.
Während in den Schnittdarstellungen von Fig. 1, 2 und 3 jeweils nur eine Primärluftdüse erscheint, ist es selbstverständlich möglich, mehrere Düsen, die bei spielsweise in der gleichen Flucht mit der dargestellten Düse angeordnet sind, vorzuziehen.