DE19834270C2 - Ventilatorkonvektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilatorkonvektor für die Belüftung eines Raumes, mit einer Ventila­ tor-Wärmetauscher-Einrichtung, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Belüften eines Raumes, entsprechend Oberbegriff des Anspruchs 6.

Bekannte Ventilatorkonvektionen fördern mittels des Ventiltors einen Luftstrom, der den Wärmetauscher passiert und auf diese Art und Weise konditionierte Zuluft zur Verfügung stellt.

Aus der US 21 51 725 ist ein Ventilatorkonvektor bekannt, der einen Schalter aufweist, mit welchem ein oder mehrere Ventilatoren eingeschaltet werden, wobei auch die Umdrehungsgeschwindigkeit des/der Ventilatoren geändert werden kann. Im Falle mehre­ rer Ventilatoren werden diese durch den Schalter stets gemeinsam ein- oder ausgeschaltet bzw. bei allen Ventilatoren die Umdrehungsgeschwindigkeit entsprechend gleich geändert.

Ausgehend von derart bekannten Ventilatorkonvekto­ ren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und preiswerte Bauform zu schaffen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, kleine Bauabmes­ sungen zu schaffen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erzielung eines hohen Induktionsergebnisses zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ventilator-Wärmetauscher-Einrichtung min­ destens zwei Ventilatoren und mindestens einen Wär­ metauscher aufweist, wobei stets mehrere Ventilato­ ren einem gemeinsamen Wärmetauscher zugeordnet und die Ventilatoren einzeln ein- und ausschaltbar sind. Mithin sind mindestens einem Wärmetauscher zwei Ventilatoren zugeordnet, das heißt, die von den Ventilatoren angesaugte Raumluft passiert den gemeinsamen Wärmetauscher und dann den Ventilator und wird schließlich als konditionierter Zu­ luftstrom dem Raum wieder zugeführt. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die Raumluft zunächst die Ventilatoren und dann den Wärmetauscher passiert. Vorzugsweise wird die konditionierte Zuluft als konditionierte Zuluftstrahlen dem Raum über einen Luftauslaß oder mehrere Luftauslässe zugeführt. Da die Ventilatoren einzeln ein- und ausschaltbar sind, ist es möglich, beispielsweise einen Ventila­ tor kontinuierlich zu betreiben und den anderen stets dann zuzuschalten, wenn dies erforderlich ist, um beispielsweise die Leistung zu erhöhen. Die Ventilatoren arbeiten dann parallel, um beispiels­ weise Vollastanforderungen zu erfüllen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Ventilatoren in ihrer Drehzahl steuer­ bar/regelbar sind. Dies ermöglicht es, beispiels­ weise einen Ventilator mit Nennleistung zu betrei­ ben, während der andere im Teillastbetrieb arbei­ tet. Es ist auch möglich, beide Ventilatoren im Teillastbetrieb zu betreiben und entsprechend den Anforderungen in ihrer Drehzahl zu variieren. Die Drehzahlvariation kann stufenweise oder aber konti­ nuierlich erfolgen. Dies ist im Zusammenhang mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der Ventilatoren als Querstromventilator ausgebil­ det ist. Vorzugsweise sind sämtliche Ventilatoren als Querstromventilatoren ausgebildet.

Von ganz besonderer Bedeutung ist es, wenn die Ven­ tilatoren einer Stirnseite oder verschiedenen Stirnseiten des Wärmetauschers zugeordnet sind. Dies führt zu einer extrem flachen Bauform, da Wär­ metauscher und Ventilatoren nebeneinanderliegen. Die Folge ist, daß die Luftströmung umgelenkt wer­ den muß, das heißt, sie passiert zunächst den Wär­ metauscher und muß dann - entsprechend umgelenkt - dem Ventilator beziehungsweise den Ventilatoren zu­ geführt werden. Vorzugsweise befindet sich stromab­ wärts des Wärmetauschers für diesen Zweck eine Luftkammer, das heißt, die angesaugte Raumluft pas­ siert den Wärmetauscher und gelangt dann in die Luftkammer und von dort - quer zum Passierweg durch den Wärmetauscher - zum Ventilator, wobei durch die Ausbildung des Ventilators als Querstromventilator die Ansaugrichtung und Ausblasrichtung des Ventila­ tors etwa gleich ist, das heißt, die zum Ventilator hin vorliegende und die den Ventilator verlassende Luftströmung ändert ihre Richtung nicht oder nur unwesentlich, so daß beispielsweise bei einem ver­ tikalen Einströmen in den Wärmetauscher ein hori­ zontales Strömen in der Luftkammer vorliegt und auch ein horizontales Ausblasen aus dem Ventilator oder den Ventilatoren realisiert wird. Selbstver­ ständlich ist es möglich, daß die ausgeblasene Luft durch den Ventilator selbst oder durch einen ent­ sprechenden Luftauslaß noch in eine gewünschte Richtung gelenkt wird.

Es ist bevorzugt auch möglich, mindestens zwei Ven­ tilatoren vorzusehen, die miteinander fluchtende Drehachsen ihrer Laufräder aufweisen. Im Falle von Querstromventilatoren sind diese mit in Längsrich­ tung zueinander fluchtenden Laufrädern angeordnet. Diese beiden oder auch mehrere derartige Ventilato­ ren sind einer Stirnseite oder mehreren Stirnseiten eines gemeinsamen Wärmetauschers zugeordnet, so dass ebenfalls eine flache Bauweise vorliegt.

Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Hierbei ist vorgesehen, dass mindestens ein Ven­ tilator kontinuierlich betrieben wird und dass min­ destens ein anderer Ventilator ständig wechselnd ein- und ausgeschaltet wird.

Mithin wird dem kontinuierlichen Betrieb des einen Ventilators ein diskontinuierlicher Betrieb durch ständiges Ein- und Ausschalten des anderen Ventila­ tors überlagert, wobei der letztgenannte Ventilator aufgrund des Ein- und Ausschaltens pulsierende Luftstrahlen erzeugt, die sich mit dem kontinuier­ lichen Luftstrom überlagern und insgesamt zu einer intensiven Vermischung mit der belasteten Raumluft und demzufolge zu einem hohen Induktionsergebnis führt. Durch eine Variation der Ein- oder Aus­ schaltzeiten des diskontinuierlich betriebenen Ven­ tilators, durch die Wahl der Schaltfrequenz und durch eine Puls-Pausen-Modulation lassen sich eine Temperatursteuerung oder -regelung und auch eine Strahleindringtiefen-Steuerung oder -Regelung vor­ nehmen.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ventila­ torkonvektors,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Ventilatorkonvek­ tors der Fig. 3,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Ventilatorkonvektors,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Ventilatorkonvek­ tors der Fig. 5,

Fig. 7 ein in einem Raum angeordneter Ventila­ torkonvektor,

Fig. 8 die Darstellung der Fig. 7, jedoch aus um 90° gedrehter Richtung,

Fig. 9 ein weiterer Raum mit einem Ventilator­ konvektor,

Fig. 10 ein weiterer Raum mit einem Ventilator­ konvektor,

Fig. 11 ein weiterer Raum mit einem Ventilator­ konvektor,

Fig. 12 die Bauform des Ventilatorkonvektors ge­ mäß Fig. 11,

Fig. 13 eine weitere Einbauform eines Ventilator­ konvektors in einem Raum,

Fig. 14 eine weitere Einbauvariante eines Venti­ latorkonvektors in einem Raum,

Fig. 15 einen Ventilatorkonvektor, der unterhalb eines Fensters eines Raumes angeordnet ist,

Fig. 16 eine Seitenansicht der Darstellung der Fig. 15,

Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel entspre­ chend dem der Fig. 15,

Fig. 18 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 17,

Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel entspre­ chend der Darstellung der Fig. 15 und

Fig. 20 eine Seitenansicht des Ausführungsbei­ spiels der Fig. 19.

Die Fig. 1 zeigt schematisch zwei Ventilatoren 1, denen ein gemeinsamer Wärmetauscher 2 und jeweils ein Luftauslaß 3 zugeordnet sind. Auf diese Art und Weise wird zusammen ein Ventilatorkonvektor 4 ge­ bildet. Die beiden Ventilatoren 1 sind jeweils ei­ ner Stirnseite des Wärmetauschers 2 zugeordnet. Dies können insbesondere zwei einander gegenüber­ liegende Stirnseiten sein.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt einen für alle Ventilatoren 1 gemeinsamen Wärmetauscher 2, wobei vier Ventilatoren 1 vorgesehen sind, die je­ weils einen Luftauslaß 3 besitzen. Die vier Venti­ latoren 1 sind vorzugsweise den vier Stirnseiten des Wärmetauschers 2 zugeordnet, das heißt, jeder Ventilator 1 ist einer der Stirnseiten des im Quer­ schnitt quadratischen oder rechteckförmigen Wärme­ tauschers 2 zugeordnet.

Gemäß der Fig. 1 und 2 ist stets vorgesehen, daß der Ventilator 1 oder daß die Ventilatoren 1 Raum­ luft eines zu belüftenden Raumes ansaugen, wobei diese Raumluft den Wärmetauscher 2 passiert. Die auf diese Art und Weise konditionierte Luft tritt dann als Zuluftstrahlen aus dem Luftauslaß 3 bezie­ hungsweise als Zuluftstrahlen aus den Luftauslässen 3 aus.

Stets ist vorgesehen, daß die einem Wärmetauscher 2 zugeordneten Ventilatoren 1 unabhängig voneinander ein- oder ausgeschaltet werden können, das heißt, der Wärmetauscher 2 wird gemeinsam genutzt, und zwar immer von der Anzahl von Ventilatoren, die eingeschaltet sind. Hierdurch kann zum Beispiel die Leistung gesteuert oder geregelt werden. Für eine Teillast reicht es zum Beispiel aus, nur einen Ven­ tilator zu betreiben. Soll die Leistung erhöht wer­ den, so wird ein weiterer Ventilator dazugeschal­ tet.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Venti­ latorkonvektors 4, der einen flachen, im Grundriß rechteckförmigen Wärmetauscher 2 aufweist, wobei den beiden Stirnseiten 9 und 10 des Wärmetauschers 2 jeweils ein Ventilator 1 zugeordnet ist. Die bei­ den Ventilatoren 1 sind als Querstromventilatoren 5 ausgebildet. Sie weisen jeweils einen elektrischen Antriebsmotor 6 auf, der ein lediglich schematisch angedeutetes Laufrad 7 betreibt. Die Drehachse ist jeweils mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Sie verläuft parallel zu den Stirnseiten 9 und 10. Fer­ ner weist jeder Querstromventilator 5 eine nicht näher dargestellte Luftleitvorrichtung auf.

Gemäß Fig. 4 ist erkennbar, daß im Betrieb des je­ weiligen Ventilators 1 Raumluft angesaugt wird, den Wärmetauscher 2 passiert und dann als Zuluftstrahl oder Zuluftstrahlen wieder in den zu belüftenden Raum austritt. Während - gemäß Fig. 4 - das Ansaugen in vertikaler Richtung erfolgt, findet das Ausbla­ sen in horizontaler Richtung statt. Mithin erfolgt eine Umlenkung um 90°. Beide Ventilatoren 1 sind auf einer Gehäusewand 11 montiert, wodurch zwischen Wärmetauscher 2 und Gehäusewand 11 eine Luftkammer 12 ausgebildet wird. Beiden Ventilatoren 1 ist nur ein Wärmetauscher 2 zugeordnet. Im Betrieb ist vor­ gesehen, daß beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ein Ventilator 1 ständig läuft und der andere bei Bedarf zugeschaltet werden kann.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ebenfalls zwei Ventilatoren 1 einem Wärme­ tauscher 2 zugeordnet sind. Es handelt sich wie­ derum um einen Wärmetauscher 2, der relativ flach ist und der einen rechteckigen Grundriß aufweist.

Der Stirnseite 9 des Wärmetauschers 2 sind die bei­ den Ventilatoren 1 zugeordnet, wobei es sich bei den Ventilatoren 1 wiederum um Querstromventilato­ ren 5 handelt. Die beiden Ventilatoren 1 sind mit zueinander fluchtenden Drehachsen 8 angeordnet. Ih­ nen ist jeweils ein Luftauslaß 3 zugeordnet. Wie­ derum ist eine Gehäusewand 11 vorgesehen, wie sich dies aus der Fig. 6 ergibt. Die Gehäusewand 11 kann schräg verlaufend ausgebildet sein, das heißt, sie steigt von der Außenkante 13 des Wärmetauschers 2 an bis zu den Außenkanten 14 der Querstromventi­ latoren 5. Gemäß Fig. 6 wird Raumluft über den Wärmetauscher 2 von dem sich jeweils im Betrieb be­ findenden Querstromventilator 5 angesaugt und dann als konditionierter Zuluftstrom ausgeblasen.

Die Fig. 7 zeigt einen Raum 15, in dem ein Venti­ latorkonvektor 4 mit Abstand zur Decke 16 des Rau­ mes 15 angeordnet ist. Es ist erkennbar, daß aus beiden Seiten des Ventilatorkonvektors 4 Zuluft­ strahlen 17 austreten, wenn beide Ventilatoren 1 betrieben werden. Da ein Ventilatorkonvektor stets einen Wärmetauscher 2 aufweist, ist es möglich, die Zuluft zu konditionieren, das heißt, sie kann ge­ kühlt oder erwärmt werden. Wird nur einer der Ven­ tilatoren 1 eingeschaltet, so erfolgt ein einseiti­ ges Ausblasen von konditionierter Zuluft in den Raum 15.

Die Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Darstel­ lung der Fig. 7, wobei die Austrittsrichtungen der Zuluftstrahlen 17 in einer parallelen Ebene zur Fläche eines Fensters 18 des Raumes 15 liegen.

Gemäß Fig. 9 ist es jedoch auch möglich, daß einer der beiden Zuluftstrahlen 17 in Richtung auf das Fenster 18 des Raumes 15 austritt, während der an­ dere Zuluftstrahl 17 raumeinwärts austritt. Die Steuerung des dem Fenster 18 zugeordneten Ventila­ tors 1 kann dabei derart erfolgen, daß sein Volu­ menstrom kleiner als der des anderen Ventilators 1 ist. Beispielsweise wird der dem Fenster 18 zuge­ ordnete Ventilator 1 mit niedrigerer Drehzahl be­ trieben als der andere Ventilator 1.

Gemäß Fig. 10 ist es auch möglich, den Ventilator­ konvektor 4 direkt an der Decke 16 des Raumes 15 anzuordnen.

Die Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Raum 15 eine Zwischendecke 19 aufweist, in der der Ventilatorkonvektor 4 angeordnet ist. Der Pfeil 20 deutet das Ansaugen der Raumluft an, während die Pfeile 17 die ausgeblasene Zuluft kennzeichnen.

Die Fig. 12 verdeutlicht die Bauform des Ventila­ torkonvektors 4 der Fig. 11. Es ist erkennbar, daß ein gemeinsamer Wärmetauscher 2 vorgesehen ist, an dessen Stirnseite 9 und 10 sich jeweils ein Quer­ stromventilator 5 befindet, wobei beide Querstrom­ ventilatoren 5 mittels einer gemeinsamen Gehäuse­ wand 11 unter Ausbildung der Luftkammer 12 verbun­ den sind. Die Luft wird stets über den Wärmetau­ scher 2, die Luftkammer 12, den entsprechenden Querstromventilator 5 geführt und dann aus dem zu­ gehörigen Luftauslaß 3 ausgeblasen.

Die Fig. 13 zeigt den Einbau eines Ventilatorkon­ vektors 4 in einer Ecke 21 des Raumes 15, wobei es sich bei der Ecke 21 um einen Eckbereich zwischen Decke 16 und einer Wand 22 des Raumes 15 handelt. Der Ventilatorkonvektor 4 befindet sich in einem Gehäuse 23, das - von der Ecke 21 weggerichtet - eine Öffnung 25 und - an seiner Unterseite - eine zum Bo­ den des Raumes hin gerichtete Öffnung 26 aufweist. Die Öffnung 26 ist eine Zuluftöffnung für die Raum­ luft, die in den Wärmetauscher eintritt und dann als Zuluftstrom aus der Öffnung 25 wieder austritt.

In Fig. 14 ist eine entsprechende Darstellung der Fig. 13 wiedergegeben, wobei sich aufgrund der Ausbildung des Gehäuses 23 die Zuluftöffnung 26 je­ doch im Bereich der Decke 16 des Raumes 15 befin­ det, während der Austritt der konditionierten Zu­ luft aus der Öffnung 25 erfolgt, die in Richtung auf den Boden des Raumes weist und in der Nähe der Wand 22 angeordnet ist.

Die Fig. 15 zeigt den Fassadenbereich des Raumes 15. Dort ist ein Fenster 18 vorgesehen, unter dem - an der Wand - ein Ventilatorkonvektor 4 angeordnet ist. Es handelt sich dabei um einen Ventilatorkon­ vektor 4 gemäß der Ausführungsform der Fig. 5. Er ist derart angeordnet, daß die Zuluftstrahlen 17 nach oben hin austreten, so daß sie in dem Bereich vor dem Fenster 18 hochsteigen. Die Raumluft wird etwa im Bodenbereich der Fassade des Raumes 15 an­ gesaugt.

Die Fig. 17 und 18 zeigen eine den Fig. 15 und 16 entsprechende Anordnung, wobei jedoch vorge­ sehen ist, daß die Raumluft in einen Gehäuseschacht 27 des Gehäuses des Ventilatorkonvektors 4 einge­ saugt wird, wobei dies etwa auf der Höhe der Unter­ kante des Fensters 18 erfolgt. An den Gehäuse­ schacht 27 schließt sich dann der Wärmetauscher 2 an, der von der Raumluft durchströmt wird. An­ schließend folgen die beiden Querstromventilatoren 5 gemäß der Anordnung der Fig. 5. Hieran schließt sich ein keilförmiger Luftaustrittskasten 28 nach unten hin an, dem ein Luftauslaß 3 folgt, wobei die pulsierende Zuluft etwa im Bodenbereich des Raumes 15 austritt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 19 und 20 sieht eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele der Fig. 15 und 16 sowie 17 und 18 vor, das heißt, es ist ein Ansaugen der Raumluft im Bereich der Unterkante des Fensters 18 mittels eines Gehäu­ seschachtes 27 vorgesehen. Die Raumluft passiert den Wärmetauscher 2, dem an beiden einander gegen­ überliegenden Stirnseiten 9 und 10 jeweils ein Querstromventilator 5 zugeordnet ist, so daß ein Teil der Raumluft durch den oberen Ventilator 5 im Bereich des Fensters 18 nach oben hin ausgeblasen wird, während ein anderer Teil den unteren Quer­ stromventilator 5 passiert und im Bereich des Bo­ dens des Raumes 15 austritt.

Claims (7)

1. Ventilatorkonvektor für die Belüftung eines Rau­ mes, mit einer Ventilator-Wärmetauscher-Einrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilator- Wärmetauscher-Einrichtung mindestens zwei Ventila­ toren (1) und mindestens einen Wärmetauscher (2) aufweist, wobei stets mehrere Ventilatoren (1) ei­ nem gemeinsamen Wärmetauscher (2) zugeordnet und die Ventilatoren (1) einzeln ein- und ausschaltbar sind.

2. Ventilatorkonvektor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilatoren (1) in ihrer Drehzahl steuerbar/regelbar sind.

3. Ventilatorkonvektor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens einer der Ventilatoren (1) als Querstromven­ tilator (5) ausgebildet ist.

4. Ventilatorkonvektor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tilatoren (1) einer Stirnseite (9, 10) oder ver­ schiedenen Stirnseiten (9, 10) des Wärmetauschers (2) zugeordnet sind.

5. Ventilatorkonvektor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens zwei Ventilatoren (1) mit miteinander fluchtenden Drehachsen (8) ihrer Laufräder angeord­ net sind.

6. Verfahren zum Belüften eines Raumes, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens ein Ventilator (1) kontinuierlich betrieben wird und daß mindestens ein anderer Ventilator (1) ständig wechselnd ein- und ausgeschaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Ventilatoren (1) einem gemein­ samen Wärmetauscher (2) zugeordnet sind.