Klimagerät

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Klimagerät zum Kühlen von Räumen mit einem Zuluft- (1) und einem Abluftkanal (2), deren Luft jeweils durch einen Ventilator (7,10) gefördert wird, wobei im Zuluftkanal (1) die Luft durch einen Wärmeaustauscher (6) kühlbar und im Abluftkanal (2) durch einen Wärmeaustauscher (6) erwärmbar ist, und die beiden Kanäle (1,2) miteinander durch eine in ihrer Größe regelbare Öffnung (14) verbunden sind, die Abluft der Zuluft beimischt, wobei die beiden Ventilatoren (7,10) in der Weise geregelt sind, daß unabhängig von der Größe der regelbaren Öffnung (14) und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Abluftventilators (10) und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Zuluftventilators (7), die insbesondere durch die Verschmutzungsgrade der Luftfilter (5,8) variieren, auf der Druckseite des Zuluftventilators (7) insbesondere in Stömungsrichtung hinter dem Zuluftfilter (8) ein vorgebbarer Druck und auf der Saugseite des Abluftventilators (10) ein zweiter vorgebbarer Druck konstant gehalten werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Klimagerät zum Kühlen von Räumen mit einem Zuluft- und einem Abluftkanal, deren Luft jeweils durch einen Ventilator gefördert wird, wobei im Zuluftkanal die Luft durch einen Wärmeaustauscher kühlbar und im Abluftkanal durch einen Wärmeaustauscher erwärmbar ist, und die beiden Kanäle miteinander durch eine in ihrer Größe regelbare Öffnung verbunden sind, die Abluft der Zuluft beimischt.

[0002] Es sind Klimageräte zum Kühlen sehr warmer Räume bekannt, bei denen im Zuluftkanal ein Wärmeaustauscher ist, der die eingehende Außenluft kühlt. Vom Wärmeaustauscher wird die Wärme über einen Wärmekreislauf durch eine Wärmepumpe zu einem zweiten Wärmeaustauscher gebracht, der die Wärme an die Abluft abgibt. Ist die durch den Zuluftkanal einströmende Außenluft zu kalt, dann wird der Zuluft Abluft beigemischt. Hierzu ist es bekannt in der Trennwand zwischen Abluftkanal und Zuluftkanal eine schließbare Öffnung anzuordnen. Sobald diese Öffnung geöffnet wird, werden die Luftwiderstände an den Ventilatoren verringert, so daß die Luftvolumenströme unnötig ansteigen.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klimagerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacher Konstruktion eine hohe Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit und einen niedrigen Energieverbrauch aufweist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventilatoren in der Weise geregelt sind, daß unabhängig von der Größe der regelbaren Öffnung und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Abluftventilators und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Zuluftventilators, die insbesondere durch die Verschmutzungsgrade der Luftfilter variieren, auf der Druckseite des Zuluftventilators, insbesondere in Strömungsrichtung hinter dem Zuluftfilter ein vorgebbarer Druck und auf der Saugseite des Abluftventilators ein zweiter vorgebbarer Druck konstant gehalten werden.

[0005] Durch eine solche Regelung wird es möglich, daß der Zuluftventilator als auch der Abluftventilator von der geöffneten Öffnung nicht beeinflußt werden, so daß es zu einer Energieeinsparung, einer Ventilatorschonung und nicht zu unötig hohen Luftgeschwindigkeiten in den zu kühlenden Räumen kommt. Die Zuluftfilter verschmutzen weniger und eine Geräuschbelästigung ist ausgeschlossen. Der Strömungswiderstand der Filter wird verringert.

[0006] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Öffnung am Abluftkanal in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher und am Zuluftkanal in Strömungsrichtung hinter mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher liegt. Hierdurch kommt es zu besonders geringen Luftwiderständen.

[0007] Um ein Einfrieren des Filters im Zuluftkanal sicher zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß die Öffnung am Abluftkanal auf der Saugseite in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher und am Zuluftkanal auf der Saugseite in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Filter liegt.

[0008] Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß bei offener Öffnung die Drehzahlen der Ventilatoren niedriger gefahren werden als bei geschlossener Öffnung. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn an jedem Ventilator ein Druck- oder Luftgeschwindigkeitsaufnehmer angeschlossen ist, der beim Abluftventilator auf der Saugseite und beim Zuluftventilator auf der Druckseite insbesondere hinter einem Filter angeordnet ist. Auch sollte hierbei die Differenz der Werte des jeweiligen Druckaufnehmers mit den Werten eines weiteren Druckaufnehmers zur Regelung herangezogen werden, wobei der jeweilige weitere Druck im zu kühlenden Raum und/oder außen abgenommen wird.

[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn auf der Druckseite des Zuluftventilators, insbesondere in Stömungsrichtung hinter dem Zuluftfilter die Temperatur gemessen wird, daß auf der Saugseite des Abluftventilators auch die Temperatur gemessen wird, und daß die Differenz (AT) dieser zwei Temperaturwerte konstant gehalten wird. Auch ist von großem Vorteil, wenn der Innendruck ständig höher gehalten wird als der Außendruck und daß die Differenz zwischen Außen- und Innendruck gleich gehalten wird.

[0010] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in senkrechten Längsschnitten dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1:

Ein erstes Ausführungsbeispiel,

Figur 2:

ein zweites Ausführungsbeispiel.

[0011] Das für sehr warme Räume insbesondere durch Elektronik erhitzte Räume verwendbare Klimagerät weist nach Figur 1 einen Zuluftkanal 1 und einen Abluftkanal 2 auf, die parallel übereinander angeordnet und durch eine waagerechte Wand 3 getrennt sind.

[0012] Im Zuluftkanal 1 gelangt die Außenluft über ein Klappenventil 4 zu einem Filter 5 und von dort strömt sie durch einen Wärmeaustauscher 6, der als Verdampfer die Luft kühlt. Sie wird danach von einem Zuluftventilator 7 angesaugt und zu einem dahinter angeordneten Filter 8 geführt, von der die Zuluft in Kanäle gedrückt wird, die zu dem oder den zu kühlenden Räumen führen.

[0013] Aus den zu kühlenden und/oder zu wärmenden Räumen gelangt die Abluft über einen Einlaß 9 in den Abluftkanal 2 und hier wird sie zuerst von dem Abluftventilator 10 angesaugt. Dieser führt die Luft in den mittleren Bereich des Abluftkanals 2 und zu einem Wärmeaustauscher 12, der als Kondensator die Luft erwärmt, bevor sie über ein Klappenventil 13 nach außen tritt. Der Wärmeaustauscher 12 ist über einen Kreislauf und einem Verdichter mit dem Wärmeaustauscher 6 des Zulufkanals 1 verbunden, so daß die im Zuluftkanal der Luft entzogene Wärme durch den Wärmeaustauscher an die Abluft abgegeben wird.

[0014] In der Trennwand 3 befindet sich im mittleren Bereich des Abluftkanals 2 und damit zwischen dem Abluftventilator 10 und dem Wärmeaustauscher 12 eine Öffnung 14, die insbesondere als Klappenventil verschließbar und regelbar ist, so daß ein Teil der Abluft in den Zuluftkanal 1 zwischen dem Zuluftventilator 1 und dem Wärmeaustauscher 6 führbar ist. Damit kann ein Teil der Abluft der Zuluft zugemischt werden.

[0015] Bei diesem Klimagerät können drei Arbeitszustände auftreten:

1. Die Außenluft ist zu warm, dann wird wie oben beschrieben gekühlt.

2. Die Außenluft ist ausreichend kühl. Dann ist die Kühleinrichtung bzw. die Wärmepumpe außer Betrieb.

3. Die Außenluft ist zu kalt. Dann wird der Zuluft und Außenluft über die Öffnung beigemischt. Die Regelung des Klappenventils der Öffnung erfolgt insbesondere entsprechend der Temperatur der Außenluft und der Luft in den zu kühlenden Räumen.

[0016] An jedem der zwei Ventilatoren ist ein Druck- oder Luftgeschwindigkeitsaufnehmer (Sensor) angeschlossen. Beim Abluftventilator 10 ist der Sensor 15 auf der Saugseite und beim Zuluftventilator 7 ist der Sensor 16 auf der Druckseite hinter dem Filter 8 befestigt. Sobald die Öffnung 14 geöffnet wird, steigen die beiden Luftvolumenströme beider Ventilatoren 7, 10 an. Dies wird von den Sensoren festgestellt, und über eine Steuereinheit werden die Drehzahlen der beiden Ventilatoren reduziert. Geschehe dieses nicht, so würden die zwei Ventilatoren unnötig schnell laufen.

[0017] Werden die Ventilatoren aber heruntergeregelt, so wird auf Grund der Drehzahlsenkung der Ventilatoren Strom gespart.

[0018] Statt nur eines Druckaufnehmers für jeden Ventilator kann zu jedem Ventilator auch noch ein weiterer Druckaufnehmer angeordnet sein, der insbesondere jeweils in zukühlenden Raum befestigt ist, wobei dann die Differenz der Werte über die beiden Druckaufnehmer verwendet werden, um den jeweiligen Ventilator zu regeln.

[0019] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich von dem nach Figur 1 dadurch, daß zum einen die Abluft in gleicher Richtung wie die Zuluft strömt, daß die Abluft zuerst über den Wärmetauscher geführt und ann durch den Abluftventilator angesaugt wird und daß in der Trennwand zusätzlich oder alternativ eine zweite verschließbare und regelbare Öffnung 17 angeordnet ist, die den Eingangsbereich des Abluftkanals 2 vor dem Wärmetauscher 12 mit dem Eingangsbereich des Zuluftkanals 1 vor dem Filter 5 verbindet, so daß bei geöffneter Öffnung 17 warme, trockene Raumluft in den Zuluftkanal 1 strömen kann, wodurch ein Einfrieren des Filters 5 verhindert wird. Diese zweite Öffnung 14 ist wiederrum als regelbares Klappenventil ausgebildet.

Ansprüche

1. Klimagerät zum Kühlen von Räumen mit einem Zuluft-(1) und einem Abluftkanal (2), deren Luft jeweils durch einen Ventilator (7,10) gefördert wird, wobei im Zuluftkanal (1) die Luft durch einen Wärmeaustauscher (6) kühlbar und im Abluftkanal (2) durch einen Wärmeaustauscher (12) erwärmbar ist, und die beiden Kanäle (1,2) miteinander durch eine in ihrer Größe regelbare Öffnung (14) verbunden sind, die Abluft der Zuluft beimischt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilatoren (7,10) in der Weise geregelt sind, daß unabhängig von der Größe der regelbaren Öffnung (14) und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Abluftventilators (10) und den Strömungswiderständen auf der Saug- und Druckseite des Zuluftventilators (7), die insbesondere durch die Verschmutzungsgrade der Luftfilter (5,8) variieren, auf der Druckseite des Zuluftventilators (7), insbesondere in Stömungsrichtung hinter dem Zuluftfilter (8) ein vorgebbarer Druck (16) und auf der Saugseite des Abluftventilators (10) ein zweiter vorgebbarer Druck (15) konstant gehalten werden.

2. Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (14) am Abluftkanal (2) auf der Druckseite in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher (12) und am Zuluftkanal (1) auf der Saugseite in Strömungsrichtung hinter mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher (6) liegt.

3. Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (17) am Abluftkanal (2) auf der Saugseite in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Wärmeaustauscher (12) und am Zuluftkanal (1) auf der Saugseite in Strömungsrichtung vor mindestens einem Strömungswiderstand insbesondere einem Filter liegt.

4. Verfahren zum Steuern eines Klimagerätes nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei offener Öffnung (14) die Drehzahlen der Ventilatoren (7,10) niedriger gefahren werden als bei geschlossener Öffnung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ventilator (7,10) ein Druck- oder Luftgeschwindigkeitsaufnehmer (15,16) angeschlossen ist, der beim Abluftventilator (10) auf der Saugseite und beim Zuluftventilator (7) auf der Druckseite insbesondere hinter einem Filter (8) angeordnet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz ( Zuluft, Abluft) der Werte des jeweiligen Druckaufnehmers (15,16) mit den Werten (Innenwert; Außenwert) eines weiteren Drucks zur Regelung herangezogen wird, wobei der jeweilige weitere Druck im zu kühlenden Raum und/oder außen abgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite des Zuluftventilators (7), insbesondere in Stömungsrichtung hinter dem Zuluftfilter (8) die Temperatur gemessen wird, daß auf der Saugseite des Abluftventilators (10) auch die Temperatur gemessen wird, und daß die Differenz (AT) dieser zwei Temperaturwerte konstant gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruck ständig höher gehalten wird als der Außendruck und daß die Differenz zwischen Außen- und Innendruck gleich gehalten wird.

Zeichnung