EP0715129A2 - Sockelquellauslass - Google Patents
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- EP0715129A2 EP0715129A2 EP95117320A EP95117320A EP0715129A2 EP 0715129 A2 EP0715129 A2 EP 0715129A2 EP 95117320 A EP95117320 A EP 95117320A EP 95117320 A EP95117320 A EP 95117320A EP 0715129 A2 EP0715129 A2 EP 0715129A2
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- European Patent Office
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- housing
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- source outlet
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- F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
- F24F1/01—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station in which secondary air is induced by injector action of the primary air
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- F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
- F24F1/0063—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers by the mounting or arrangement of the heat exchangers
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- F24F1/005—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted on the floor; standing on the floor
Definitions
- the invention relates to a base source outlet from a housing with a supply air connection and a source air outlet for introducing supply air into a room to be conditioned.
- Such a base source outlet has become known through a "Technical Information, Air Guide Systems, Source Outlet for Base Attachment" from H. Krantz-TKT GmbH.
- the supply air enters from below from a hollow floor or special supply air shafts into a supply air connection located at the bottom of the housing.
- Such a base source outlet essentially consists of a perforated plate housing, an air distribution box with a supply air connection, an internally arranged perforated plate and a throttle valve.
- the outlet is arranged in the base area of a wall so that the air distribution box passes through the floor into the cavity floor below protrudes.
- the supply air flows from a cavity in the floor through the supply air connection into the air distribution box and is evenly distributed over the outlet length through the perforated plate on the inside.
- the perforated plate housing creates a low-turbulence displacement flow with a low pulse and a large depth of penetration. Due to the multi-angled shape of the perforated sheet metal housing, the supply air is blown out both horizontally and diagonally upwards as well as vertically upwards. Immediately after exiting the outlet, the supply air settles on the floor and flows deep into the room.
- an additional heating or cooling device is required for temperature control of rooms supplied with supply air.
- This can be designed, for example, in the form of a convector or a radiator which is mounted separately, preferably under a window.
- a separate device is required for equalizing heating and cooling, which requires additional installations and additional installation space.
- the optics of such additional devices usually appear as negative.
- the invention has for its object to further develop a base source outlet so that regardless of the temperature of the supply air supplied to the outlet and while maintaining the small outer dimensions of known base source outlets, large heating and cooling capacities are thus optionally made possible.
- a partition runs inside the housing in the longitudinal direction thereof, which divides the incoming air flow entering through the supply air connection and extends in the flow direction at least up to the vicinity of an inside of the housing, and thereby that between the partition and a side wall of the housing facing away from the interior of the housing, a heat exchanger is arranged which extends in the longitudinal direction of the housing.
- the base source outlet according to the invention fulfills both the function of an air passage and that of a separate heating or cooling device which is otherwise often additionally required, as a result of which many advantages result in terms of both appearance and assembly.
- the distribution of the supply air flow creates a source air flow which is unchanged with respect to the supply air temperature and which emerges close to the floor at a temperature of 1 to 3 K below room temperature, as well as an air flow flowing into the heat exchanger, the temperature of which can be influenced as desired by means of the heat exchanger and which the base source outlet leaves through the housing upwards.
- the base source outlet according to the invention offers the enormous advantage that the upward hot air convection that arises in the heating case above the housing, which corresponds to that of a normal heating convector, has no influence whatsoever on the horizontally emerging source flow near the floor with a temperature of 1 to 3 K below room temperature.
- the functions of the source air discharge and the convective space heating are consequently combined with one another in a very advantageous manner, without requiring a larger installation space than with base source outlets according to the prior art.
- the base source outlet operates in a conventional manner, i. H. the supply air flow emerges into the room both horizontally and vertically and / or obliquely without any temperature change occurring in the base source outlet. Due to the lower temperature of the supply air compared to the room temperature, the part of the supply air flow that initially emerges vertically drops again near the ground due to the effect of gravity after a very low rise.
- the base source outlet according to the invention thus additionally offers the possibility of using the heat exchanger in cooling mode, as a result of which the supply air flowing out upwards falls back in a particularly short way towards the floor due to its then considerably lower temperature than the room air. In this way, the cooling capacity can be increased considerably even at a supply air temperature that is only 1 to 3 K below room temperature.
- the base source outlet according to the invention, it is proposed that between the heat exchanger and the side wall of the housing facing away from the interior of the room there is a secondary air duct extending in the longitudinal direction thereof, the inlet cross section of which is arranged in a cover of the housing and the outlet cross section of which is arranged laterally offset below the heat exchanger .
- the secondary air duct is separated from a heat exchanger space by means of a partition wall running essentially parallel to the longitudinal axis of the housing.
- the induction effect is significantly improved by the flow through the nozzles, which leads to a significantly increased induction of room air through the secondary air duct. Furthermore, the heat output of the heat exchanger is increased many times over due to the direct nozzle flow compared to free convection.
- the nozzles be designed as embossed holes in a nozzle plate separating the supply air connection from the heat exchanger space.
- the supply air connection has a perforated plate on the inlet side, because the pressure drop generated thereby enables uniform loading of both the nozzles and the inlet cross section of the source air space.
- side walls facing the interior of the room and / or the cover of the housing be designed as perforated plates.
- the perforated plates are integrally connected to one another in the longitudinal direction and / or circumferential direction of the housing and can be removed from the rest of the housing.
- a perforated plate is arranged substantially parallel and at a distance from the source air outlet in a source air space separated from the heat exchanger space.
- the source air outlet is acted upon uniformly over the entire length of the base source outlet, as a result of which an uneven flow distribution, which could lead to drafts, is avoided.
- Designing the heat exchanger as a finned tube or finned heat exchanger has the advantage that it is particularly easy to adapt to the elongated space.
- both the heat exchanger and the supply air connection extend only over a partial area of the total length of the housing and that the aforementioned partial areas are of equal length and are arranged to overlap in the vertical direction.
- a routing of the connecting lines of the heat exchanger through the end faces of the housing is an advantageous embodiment, particularly with regard to a linear arrangement of a plurality of base source outlets.
- the media flow can be influenced individually by the heat exchanger.
- a base source outlet consists of a housing 1, which essentially consists of a side wall 3, into which a source air outlet 2 is integrated, a cover 4, a further side wall 5, a floor plate, not specified, and several , also not designated wall parts of a supply air connection 6.
- a double-angled partition 7 extends from the inside of the side wall 3 to the floor panel, as a result of which the interior of the housing 1 is divided into a swelling air space 8 and a remaining interior.
- the base plate is designed in the form of a perforated plate. The pressure drop occurring during the flow can be varied by appropriate selection of the hole cross sections.
- Perforated plate 9 is arranged in the source air space 8, which, due to the pressure loss caused by it, ensures a uniform loading of the source air outlet 2 and thus a uniform supply air outflow.
- the supply air connection 6 is also provided on the inlet side with a perforated plate 10, that part of the base plate which separates the supply air connection 6 from a heat exchanger space 11 is provided with a plurality of embossed perforations which extend in a straight line and in the longitudinal direction and are in the form of nozzles 12 are.
- the nozzles 12 are arranged vertically under a heat exchanger 13, which has the shape of a finned tube extending in the longitudinal direction of the housing 1, and are aligned with the latter.
- This partition 14 divides from the heat exchanger space 11 a secondary air duct 15, the inlet cross section of which lies in the cover 4 and the outlet cross section of which is offset laterally below of the heat exchanger and next to the nozzles 12.
- the heat exchanger 13 extends only over a portion 16 of the total length 17 of the housing 1 and that the supply air connection 6 also extends only over a portion 18 of the total length 17 of the housing 1.
- the two partial areas 16 and 18 are of equal length and are arranged to overlap in the vertical direction.
- Connection lines 20 ′ and 20 ′′ connected to the heat exchanger 13 are guided through the end faces 19 ′ and 19 ′′ of the housing 1.
- a valve 21 for regulating the flow rate through the heat exchanger 13 is arranged in the connecting line 20 'between the heat exchanger 13 and the end face 19'.
- FIG 3 shows the flow conditions which occur within a room to be conditioned, when the base source outlet according to the invention is operated in the event of heating.
- the supply air entering the supply air connection 6 with 1 to 3 K leaves it to about two thirds (value can be varied by selecting the opening cross section of the perforated plate) in the direction of the source air space 8, in order to finally leave it close to the ground in a horizontal direction.
- the remaining third of the supply air entering the supply air connection leaves the latter through the nozzles 12 and flows directly to the heat exchanger 13, is heated due to its high surface temperature and enters the room 4 to be conditioned at the top through the cover 4. Due to the nozzle radiation of the heat exchanger 13, the heat transfer is increased several times in comparison with free convection.
- the warm air rising above the base source outlet counteracts a movement of cold air towards the interior, which could result from a drop in cold air at a window arranged above the base source outlet. Because the inlet cross section located in the cover 4 is arranged close to the wall, this cold air enters the secondary air duct 15 and leaves it through the outlet cross section, which is laterally offset next to the nozzles 12. In this area, the pressure is reduced in comparison to the ambient pressure as a result of the nozzle outflow, which results in an induction effect with regard to the cold air located in the secondary air duct 15. This induced cold air is approximately 25% of the supply air flowing through the nozzles 12 and, due to the lowering of the temperature of the air flowing into the heat exchanger 13, brings about a considerably increased heating power in comparison with free convection.
- an upward-directed warm air convection is created above the base source outlet according to the invention, as above a normal heating convector, and at the same time a horizontal source flow, with which it is possible to supply the room with slightly supercooled supply air.
- the other third of the supply air flows through the nozzles 12 into the heat exchanger space 11. If there is no heat transfer from the heat exchanger 13 to the supply air flowing through the nozzles 12 (heat exchanger is not flowed through, for example), the air flowing around it leaves the heat exchanger space 11 through the top cover 4 with unchanged temperature, which - as already mentioned - is about 1 to 3 K below room temperature. Despite the flow directed vertically upwards or diagonally upwards at the moment of exit from the cover 4, this air flow drops again after a maximum height of approx. 40 cm and settles on the floor or the source air flow prevailing there. In the case of cooling, the entire supply air volume flow is effective as source ventilation. The amount of air induced to a small extent due to the nozzle flow from the secondary air duct 15 in this case is irrelevant due to its comparatively very small share in the total volume flow.
- the heat exchanger 13 In order to further increase the cooling capacity in the case of cooling, it is also possible to charge the heat exchanger 13 with a medium which is colder than the temperature of the supply air.
- the direct flow to the nozzle of the heat exchanger in turn causes a good heat transfer from the heat exchanger 13 to the air flowing around it, which therefore has an even lower temperature when leaving the base source outlet in comparison with the source air emerging horizontally from the source air space 8 and therefore still after one less height than in the non-flowed state of the heat exchanger 13 on the floor or the source air flow prevailing there.
- the room air induced from the secondary air duct 15 due to its comparatively higher temperature, causes a larger temperature difference at the heat exchanger 13 and therefore increases the heat transfer.
- heating power and thus also the change from cooling (heating power ⁇ 0) to heating (heating power> 0) is done purely on the water side by selecting the water inlet temperature and / or the water flow.
- no moving parts are necessary for this, but the change in the flow characteristics takes place only via the thermodynamic forces of the cooled or heated air.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Sockelquellauslaß aus einem Gehäuse mit einem Zuluftanschluß und einem Quelluftaustritt zur Einbringung von Zuluft in einen zu konditionierenden Raum.
- Ein derartiger Sockelquellauslaß ist durch eine "Technische Information, Luftführungssysteme, Quellauslaß für Sockelanbau" der Firma H. Krantz-TKT GmbH bekannt geworden. Die Zuluft tritt bei solchen Quellauslässen für den Sockelanbau von unten aus einem Hohlraumboden oder speziellen Zuluftschächten in einen unten am Gehäuse angebrachten Zuluftanschluß ein. Ein solcher Sockelquellauslaß besteht im wesentlichen aus einem Lochblechgehäuse, einem Luftverteilkasten mit einem Zuluftanschluß, einem im Inneren angeordneten Lochblech sowie einer Drosselklappe.
- Der Auslaß wird im Sockelbereich einer Wand so angeordnet, daß der Luftverteilkasten durch den Fußboden in den darunter liegenden Hohlraumboden hinein ragt. Die Zuluft strömt aus einem Hohlraum im Boden über den Zuluftanschluß in den Luftverteilkasten ein und wird durch das innenliegende Lochblech gleichmäßig über die Auslaßlänge verteilt. Das Lochblechgehäuse erzeugt dabei eine turbulenzarme Verdrängungsströmung mit niedrigem Impuls und großer Eindringtiefe. Durch die mehrfach abgewinkelte Form des Lochblechgehäuses wird die Zuluft jeweils in Teilmengen sowohl waagerecht als auch schräg nach oben sowie auch senkrecht nach oben ausgeblasen. Gleich nach dem Austritt aus dem Auslaß legt sich die Zuluft an den Boden an und strömt tief in den Raum ein. Aufgrund vorhandener thermischer Kräfte im Raum (Personen, elektrische Geräte) bilden sich absolut zugfreie Quellströmungen mit sehr kleinen Geschwindigkeiten vom Boden bis zur Decke. Die erwärmte und verbrauchte Raumluft wird an der Decke abgesaugt. Die Zuluft wird in der Regel mit 1 bis 3 K unter Raumtemperatur ausgeblasen und erwärmt sich auf ihrem Weg vom Boden bis zur Decke auf ca. 2 bis 4 K über der Raumtemperatur.
- Da die Temperaturdifferenz zwischen der Zuluft und der Raumtemperatur regelmäßig zu gering ist, ist zur Temperierung solchermaßen mit Zuluft versorgter Räume eine zusätzliche Heiz- bzw. Kühleinrichtung erforderlich. Diese kann zum Beispiel in Form eines separat, vorzugsweise unter einem Fenster, montierten Konvektors oder auch eines Radiators ausgebildet sein. In jedem Fall ist zum ausgleichenden Beheizen und Kühlen eine separate Einrichtung erforderlich, die zusätzliche Installationen sowie zusätzlichen Bauraum benötigt. Des weiteren tritt die Optik solcher zusätzlicher Einrichtungen in der Regel als negativ in Erscheinung.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sockelquellauslaß so weiterzuentwickeln, daß unabhängig von der Temperatur der dem Auslaß zugeführten Zuluft und unter Beibehaltung der kleinen Außenabmessungen bekannter Sockelquellauslässe damit wahlweise große Heiz- und Kühlleistungen ermöglicht werden.
- Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Sockelquellauslaß, ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Gehäuses in dessen Längsrichtung eine Trennwand verläuft, die den durch den Zuluftanschluß eintretenden Zuluftstrom aufteilt und sich in Strömungsrichtung mindestens bis in die Nähe einer Innenseite des Gehäuses erstreckt, sowie dadurch, daß sich zwischen der Trennwand und einer dem Inneren des Raumes abgewandten Seitenwand des Gehäuses ein Wärmetauscher angeordnet ist, der sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt.
- Der erfindungsgemäße Sockelquellauslaß erfüllt bei einer sehr kompakten Bauform sowohl die Funktion eines Luftdurchlasses als auch die einer ansonsten häufig zusätzlich erforderlichen separaten Heiz- bzw. Kühleinrichtung, wodurch optisch sowie montagemäßig viele Vorteile resultieren.
- Durch die Aufteilung des Zuluftstroms entsteht ein in bezug auf die Zulufttemperatur unveränderter Quelluftstrom, der bodennah mit einer Temperatur von 1 bis 3 K unterhalb der Raumtemperatur austritt, sowie ein den Wärmetauscher anströmender Luftstrom, dessen Temperatur mittels des Wärmetauschers beliebig beeinflußt werden kann und der den Sockelquellauslaß durch das Gehäuse nach oben verläßt.
- Der erfindungsgemäße Sockelquellauslaß bietet den enormen Vorteil, daß die im Heizfall über dem Gehäuse entstehende aufwärts gerichtete Warmluftkonvektion, die dem eines normalen Heizungskonvektors entspricht, die bodennah seitlich austretende und waagerecht verlaufende Quellströmung mit einer Temperatur 1 bis 3 K unter der Raumtemperatur in keiner Weise beeinflußt. Bei dem erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß sind folglich die Funktionen der Quelluftausbringung sowie der konvektiven Raumheizung in sehr vorteilhafter Weise miteinander vereint, ohne daß dabei ein größerer Bauraum als bei Sockelquellauslässen nach dem Stand der Technik benötigt wird.
- Wird der Wärmetauscher nicht zu Heiz- oder Kühlzwecken genutzt und ist außer Betrieb, so arbeitet der erfindungsgemäße Sockelquellauslaß auf herkömmliche Weise, d. h. der Zuluftstrom tritt sowohl in waagerechter als auch senkrechter und/oder schräger Richtung ohne eine im Sockelquellauslaß erfolgte Temperaturveränderung in den Raum aus. Aufgrund der im Vergleich mit der Raumtemperatur niedrigeren Temperatur der Zuluft fällt auch der zunächst senkrecht austretende Teil der Zuluftströmung aufgrund der Schwerkraftwirkung nach einer sehr geringen Steighöhe wieder in Bodennähe ab.
- Falls besonders große Kühlleistungen benötigt werden, bietet der erfindungsgemäße Sockelquellauslaß also zusätzlich die Möglichkeit, den Wärmetauscher im Kühlbetrieb einzusetzen, wodurch die nach oben ausströmende Zuluft aufgrund ihrer dann gegenüber der Raumluft erheblich geringeren Temperatur auf einem besonders kurzen Weg wieder in Richtung des Bodens abfällt. Die Kühlleistung läßt sich auf diese Weise selbst bei einer Zulufttemperatur, die an sich lediglich 1 bis 3 K unterhalb der Raumtemperatur liegt, ganz erheblich steigern.
- Bei dem erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß ist noch als besonderer Vorteil hervorzuheben, daß sich die Strömungsverhältnisse im Heizfall und im Kühlfall verändern, ohne daß dazu irgendwelche mechanisch bewegten Bauteile erforderlich sind. Sowohl die Ausbildung einer insgesamt waagerechten Zuluftströmung im Kühlfall (Quelluftströmung) als auch das Entstehen einer über dem Wärmetauscher bzw. dem Sockelquellauslaß senkrecht gerichteten Warmluftströmung - zusätzlich zur weiterhin waagerecht austretenden Zuluftströmung (Teilquelluftströmung) - entsteht allein aufgrund der Schwerkraftwirkungen unterschiedlich temperierter Luftmassen.
- Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sockelquellauslasses wird vorgeschlagen, daß zwischen dem Wärmetauscher und der dem Innern des Raumes abgewandten Seitenwand des Gehäuses ein sich in dessen Längsrichtung erstreckender Sekundärluftkanal vorgesehen ist, dessen Eintrittsquerschnitt in einer Abdeckung des Gehäuses und dessen Austrittsquerschnitt seitlich versetzt unterhalb des Wärmetauschers angeordnet ist.
- Durch die dem Inneren des Raumes abgewandte Lage des Sekundärluftkanals, d. h. insbesondere dessen Eintrittsquerschnitts, tritt in diesen hauptsächlich Luft aus einem möglichen Kaltluftabfall an einem über dem Sockelquellauslaß angeordneten Fenster bzw. an einer kalten Außenwand ein. Diese abwärts gerichtete Strömung im Sekundärluftkanal wird dadurch verursacht, daß im Heizfall die auf den Wärmetauscher zuströmende Zuluft zu einer Induktionswirkung im Sekundärluftkanal führt und folglich Raumluft durch letzteren ansaugt.
- Auf diese Weise wird sehr wirkungsvoll einerseits ein Kaltluftabfall zum Raum hin vermieden und andererseits die Heizleistung durch die größere Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmetauscher und der diesen anströmenden Luft erhöht.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Sekundärluftkanal mittels einer im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Trennwand von einem Wärmetauscherraum abgetrennt ist.
- Eine derartige Ausgestaltung des Sekundärluftkanals erfordert fertigungstechnisch nur einen geringen Aufwand und bietet eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des gewünschten Kanalverlaufs.
- Es ist ferner besonders vorteilhaft, für einen Zuluftübertritt von dem Zuluftanschluß in den Wärmetauscherraum eine Mehrzahl von auf den Wärmetauscher ausgerichteten Düsen vorzusehen.
- Die Induktionswirkung wird durch die Durchströmung der Düsen erheblich verbessert, was zu einer deutlich gesteigerten Induktion von Raumluft durch den Sekundärluftkanal führt. Des weiteren wird die Heizleistung des Wärmetauschers durch die direkte Düsenanströmung gegenüber freier Konvektion um ein Vielfaches gesteigert.
- Den erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß weiter ausgestaltend, wird vorgeschlagen, daß die Düsen als Prägelochung in einem den Zuluftanschluß von dem Wärmetauscherraum abtrennenden Düsenblech ausgebildet sind.
- Fertigungstechnisch stellt dies eine sehr einfach zu realisierende Möglichkeit dar, so daß die Kosten für eine derartige Konstruktion gering gehalten werden können.
- Des weiteren ist es vorteilhaft, daß der Zuluftanschluß eintrittsseitig ein Lochblech aufweist, weil durch den damit erzeugten Druckabfall eine gleichmäßige Beaufschlagung sowohl der Düsen als auch des Eintrittsquerschnitts des Quelluftraums erzielt werden kann.
- Zur Erzielung einer ansprechenden Optik des Gehäuseäußeren wird vorgeschlagen, daß dem Inneren des Raumes zugewandte Seitenwände und/oder die Abdeckung des Gehäuses als Lochbleche ausgebildet sind.
- Des weiteren wird nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sockelquellauslasses vorgeschlagen, daß die Lochbleche in Längsrichtung und/oder Umfangsrichtung des Gehäuses einstückig miteinander verbunden und von dem übrigen Gehäuse abnehmbar sind. Eine solche Ausbildung erfordert fertigungstechnisch einen geringen Aufwand und erlaubt infolge der einfachen Abnehmbarkeit eine unkomplizierte Reinigung des gesamten Inneren des Sockelquellauslasses.
- Die Erfindung weiter ausgestaltend, ist vorgesehen, daß in einem vom Wärmetauscherraum abgetrennten Quelluftraum ein Lochblech im wesentlichen parallel und im Abstand zu dem Quelluftaustritt angeordnet ist.
- Hierdurch wird eine über die gesamte Länge des Sockelquellauslasses gleichmäßige Beaufschlagung des Quelluftaustritts erreicht, wodurch eine ungleichmäßige Strömungsverteilung, die zu Zugerscheinungen führen könnte, vermieden wird.
- Eine Ausbildung des Wärmetauschers als Rippenrohr oder Lamellenwärmetauscher bringt den Vorteil mit sich, daß eine Anpassung an den länglichen Bauraum besonders einfach ist.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung des Sockelquellauslasses ist vorgesehen, daß sich sowohl der Wärmetauscher als auch der Zuluftanschluß nur über einen Teilbereich der Gesamtlänge des Gehäuses erstreckt und daß die vorgenannten Teilbereiche gleich lang und sich in vertikaler Richtung überdeckend angeordnet sind.
- Hierdurch wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Sockelquellauslasses auch bei relativ kleinen Verbindungsquerschnitten mit dem Hohlraumboden möglich.
- Eine Führung der Anschlußleitungen des Wärmetauschers durch Stirnseiten des Gehäuses stellt eine vorteilhafte Ausgestaltung, besonders im Hinblick auf eine lineare Anordnung einer Mehrzahl von Sockelquellauslässen, dar.
- Wird in einer Anschlußleitung zwischen dem Wärmetauscher und einer Stirnseite des Gehäuses ein Ventil vorgesehen, so ist die individuelle Beeinflussung des Medienstroms durch den Wärmetauscher möglich.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß;
- Fig. 2
- eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Sockelquellauslasses;
- Fig. 3
- einen Querschnitt gemäß Fig. 1 mit angedeuteten Strömungsverhältnissen im Heizfall und
- Fig. 4
- einen Querschnitt gemäß Fig. 1 mit angedeuteten Strömungsverhältnissen im Kühlfall.
- In Fig. 1 ist dargestellt, wie ein erfindungsgemäßer Sockelquellauslaß aus einem Gehäuse 1 besteht, welches sich im wesentlichen aus einer Seitenwand 3, in die ein Quelluftauslaß 2 integriert ist, einer Abdeckung 4, einer weiteren Seitenwand 5, einem nicht näher bezeichneten Bodenblech sowie mehreren, ebenfalls nicht bezeichneten Wandteilen eines Zuluftanschlusses 6 zusammensetzt. Von der Innenseite der Seitenwand 3 verläuft eine zweifach abgewinkelte Trennwand 7 bis zu dem Bodenblech, wodurch das Innere des Gehäuses 1 in einen Quelluftraum 8 und ein verbleibendes Inneres unterteilt wird. Im Bereich der Verbindung zwischen dem Zuluftanschluß 6 und dem Quelluftraum 8 ist das Bodenblech in Form eines Lochblechs ausgebildet. Durch entsprechende Wahl der Löcherquerschnitte kann der sich bei der Durchströmung einstellende Druckverlust variiert werden. Parallel und im Abstand zu dem Quelluftaustritt 2 ist ein weiteres Lochblech 9 in dem Quelluftraum 8 angeordnet, das aufgrund des durch es verursachten Druckverlusts für eine gleichmäßige Beaufschlagung des Quelluftaustritts 2 und damit für eine gleichmäßige Zuluftausströmung sorgt. Während der Zuluftanschluß 6 eingangsseitig ebenfalls mit einem Lochblech 10 versehen ist, ist derjenige Teil des Bodenblechs, der den Zuluftanschluß 6 von einem Wärmetauscherraum 11 abtrennt, mit einer Mehrzahl von einreihig und geradlinig sich in Längsrichtung erstreckenden Prägelochungen versehen, die in Form von Düsen 12 ausgebildet sind. Die Düsen 12 sind lotrecht unter einem Wärmetauscher 13 angeordnet, der die Form eines sich in Längsrichtung des Gehäuses 1 erstreckenden Rippenrohres aufweist, und auf diesen ausgerichtet.
- Eine an der oberen, als Lochblech ausgeführten Abdeckung 4 befestigte zweite Trennwand 14 verläuft im wesentlichen parallel zu der Seitenwand 5. Diese Trennwand 14 teilt von dem Wärmetauscherraum 11 einen Sekundärluftkanal 15 ab, dessen Eintrittsquerschnitt in der Abdeckung 4 liegt und dessen Austrittsquerschnitt sich seitlich versetzt unterhalb des Wärmetauschers und neben den Düsen 12 befindet.
- Aus Fig. 2 läßt sich erkennen, daß sich der Wärmetauscher 13 nur über einen Teilbereich 16 der Gesamtlänge 17 des Gehäuses 1 erstreckt sowie daß sich der Zuluftanschluß 6 ebenfalls nur über einen Teilbereich 18 der Gesamtlänge 17 des Gehäuses 1 erstreckt. Die beiden Teilbereiche 16 und 18 sind gleich lang und sich in vertikaler Richtung überdeckend angeordnet. Durch die Stirnseiten 19' und 19'' des Gehäuses 1 sind mit dem Wärmetauscher 13 verbundene Anschlußleitungen 20' und 20'' geführt. In der Anschlußleitung 20' ist zwischen dem Wärmetauscher 13 und der Stirnseite 19' ein Ventil 21 zur Regulierung der Durchflußmenge durch den Wärmetauscher 13 angeordnet.
- In Fig. 3 sind die sich innerhalb eines zu konditionierenden Raumes einstellenden Strömungsverhältnisse dargestellt, wenn der erfindungsgemäße Sockelquellauslaß im Heizfall betrieben wird. Die mit 1 bis 3 K in den Zuluftanschluß 6 eintretende Zuluft verläßt diesen zu ca. zwei Dritteln (Wert durch Wahl des Öffnungsquerschnitts des Lochblechs variierbar) in Richtung des Quelluftraumes 8, um schließlich diesen in waagerechter Richtung bodennah zu verlassen. Das verbleibende Drittel der in den Zuluftanschluß eintretenden Zuluft verläßt letzteren durch die Düsen 12 und strömt direkt auf den Wärmetauscher 13 zu, wird aufgrund dessen hoher Oberflächentemperatur erwärmt und tritt oben durch die Abdeckung 4 in den zu konditionierenden Raum ein. Durch die Düsenanstrahlung des Wärmetauschers 13 ist der Wärmeübergang im Vergleich mit einer freien Konvektion auf ein Mehrfaches gesteigert. Durch die oberhalb des Sockelquellauslasses aufsteigende Warmluft wird einer Kaltluftbewegung zum Rauminneren hin, die aus einem Kaltluftabfall an einem über dem Sockelquellauslaß angeordneten Fenster resultieren könnte, entgegengewirkt. Durch die wandnahe Anordnung des in der Abdeckung 4 befindlichen Eintrittsquerschnitts tritt diese Kaltluft in den Sekundärluftkanal 15 ein und verläßt diesen durch den Austrittsquerschnitt, der sich seitlich versetzt neben den Düsen 12 befindet. In diesem Bereich ist infolge der Düsenausströmung der Druck im Vergleich zum Umgebungsdruck vermindert, wodurch sich eine Induktionswirkung hinsichtlich der im Sekundärluftkanal 15 befindlichen Kaltluft ergibt. Diese induzierte Kaltluft beträgt ca. 25 % der durch die Düsen 12 strömenden Zuluft und bewirkt aufgrund der Temperaturabsenkung der den Wärmetauscher 13 anströmenden Luft eine ganz erheblich gesteigerte Heizleistung im Vergleich mit freier Konvektion.
- Über dem erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß entsteht so im Heizfall eine aufwärtsgerichtete Warmluftkonvektion wie über einem normalen Heizungskonvektor sowie gleichzeitig eine waagerechte Quellströmung, mit der es möglich ist, dem Raum leicht unterkühlte Zuluft zuzuführen.
- In Fig. 4 sind die sich einstellenden Strömungsverhältnisse dargestellt, wenn der erfindunsgemäße Sockelquellauslaß im Kühlfall betrieben wird. Auch in diesem Fall strömen ca. zwei Drittel der insgesamt zugeführten Zuluft in den Quelluftraum 8 und verlassen diesen durch den Quelluftaustritt 2 als turbulenzarme waagerechte Quellströmung, die in ca. 10 - 30 cm Höhe zugfrei in den zu konditionierenden Raum strömt.
- Das andere Drittel der Zuluft strömt durch die Düsen 12 in den Wärmetauscherraum 11. Sofern überhaupt kein Wärmeübergang von dem Wärmetauscher 13 auf die durch die Düsen 12 einströmende Zuluft stattfindet (Wärmetauscher ist z.B. nicht durchflossen), verläßt die ihn umströmende Luft den Wärmetauscherraum 11 durch die obere Abdeckung 4 mit unveränderter Temperatur, die - wie bereits erwähnt - ca. 1 bis 3 K unterhalb der Raumtemperatur liegt. Trotz der im Moment des Austritts aus der Abdeckung 4 senkrecht nach oben bzw. schräg nach oben gerichteten Strömung fällt dieser Luftstrom nach einer maximalen Höhe von ca. 40 cm wieder ab und legt sich an dem Boden bzw. die dort herrschende Quellluftströmung an. Im Kühlfall wird also der gesamte Zuluftvolumenstrom als Quelllüftung wirksam. Die auch in diesem Fall aufgrund der Düsendurchströmung aus dem Sekundärluftkanal 15 in geringem Maße induzierte Luftmenge ist aufgrund ihres vergleichsweise sehr kleinen Anteils am Gesamtvolumenstrom unbeachtlich.
- Um die Kühlleistung im Kühlfall weiter zu steigern, ist es auch möglich, den Wärmetauscher 13 mit einem im Vergleich zur Temperatur der Zuluft kälteren Medium zu beaufschlagen. In diesem Fall bewirkt die direkte Düsenanströmung des Wärmetauschers wiederum einen guten Wärmeübergang vom Wärmetauscher 13 auf die diesen umströmende Luft, die daher beim Verlassen des Sockelquellauslasses im Vergleich mit der waagerecht aus dem Quelluftraum 8 austretenden Quelluft eine noch geringere Temperatur aufweist und sich deshalb nach einer noch geringeren Höhe als im undurchströmten Zustand des Wärmetauschers 13 an den Boden bzw. die dort herrschende Quellluftströmung anlegt. Die aus dem Sekundärluftkanal 15 induzierte Raumluft bewirkt in diesem Fall aufgrund ihrer vergleichsweise höheren Temperatur eine größere Temperaturdifferenz am Wärmetauscher 13 und erhöht daher den Wärmeübergang.
- Die Regelung der Heizleistung und damit auch die Änderung von Kühlfall (Heizleistung < 0) zu Heizfall (Heizleistung > 0) erfolgt rein wasserseitig über die Wahl der Wasservorlauftemperatur und/oder den Wasserdurchfluß. Im erfindungsgemäßen Sockelquellauslaß sind dazu keine beweglichen Teile notwendig, sondern die Änderung der Strömungscharakteristik erfolgt nur über die thermodynamischen Kräfte der gekühlten bzw. erwärmten Luft.
Claims (15)
- Sockelquellauslaß aus einem Gehäuse mit einem Zuluftanschluß und einem Quelluftaustritt zur Einbringung von Zuluft in einen zu konditionierenden Raum, gekennzeichnet durch eine innerhalb des Gehäuses (1) in dessen Längsrichtung verlaufende und den durch den Zuluftanschluß (6) eintretenden Zuluftstrom aufteilende Trennwand (7), die sich in Strömungsrichtung mindestens bis in die Nähe einer Innenseite des Gehäuses (1) erstreckt, sowie einen zwischen der Trennwand (7) und einer dem Inneren des Raumes abgewandten Seitenwand (5) des Gehäuses (1) angeordneten und sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Wärmetauscher (13).
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmetauscher (13) und der dem Inneren des Raumes abgewandten Seitenwand (5) des Gehäuses (1) ein sich in dessen Längsrichtung erstreckender Sekundärluftkanal (15) vorgesehen ist, dessen Eintrittsquerschnitt in einer Abdeckung (4) des Gehäuses (1) und dessen Austrittsquerschnitt seitlich versetzt unterhalb des Wärmetauschers (13) angeordnet ist.
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärluftkanal (15) mittels einer im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses (1) verlaufenden Trennwand (14) von einem Wärmetauscherraum (11) abgetrennt ist.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Zuluftübertritt von dem Zuluftanschluß (6) in den Wärmetauscherraum (11) eine Mehrzahl von auf den Wärmetauscher (13) ausgerichteten Düsen (12) vorgesehen ist.
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (12) als Prägelochung in einem den Zuluftanschluß (6) von dem Wärmetauscherraum (11) abtrennenden Düsenblech ausgebildet sind.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftanschluß (6) eintrittsseitig ein Lochblech (10) aufweist.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Inneren des Raumes zugewandte Seitenwände (2, 3) und/oder die Abdeckung (4) des Gehäuses (1) als Lochbleche ausgebildet sind.
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche in Längsrichtung und/oder Umfangsrichtung des Gehäuses (1) einstückig miteinander verbunden und von dem übrigen Gehäuse abnehmbar sind.
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vom Wärmetauscherraum (11) abgetrennten Quelluftraum (8) ein Lochblech (9) im wesentlichen parallel und im Abstand zu dem Quelluftaustritt (2) angeordnet ist.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) als Rippenrohr oder Lamellenwärmetauscher ausgebildet ist.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Wärmetauscher (13) nur über einen Teilbereich (16) der Gesamtlänge des Gehäuses (1) erstreckt.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zuluftanschluß (6) nur über einen Teilbereich (18) der Gesamtlänge des Gehäuses (1) erstreckt.
- Sockelquellauslaß nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche (16, 18) gleich lang und sich in vertikaler Richtung überdeckend angeordnet sind.
- Sockelquellauslaß nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußleitungen (20', 20'') des Wärmetauschers (13) durch Stirnseiten (19', 19'') des Gehäuses (1) geführt sind.
- Sockelquellauslaß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anschlußleitung (20') zwischen dem Wärmetauscher (13) und einer Stirnseite (19') des Gehäuses (1) ein Ventil (21) vorgesehen ist.
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