[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes, insbesondere
eines relativ luftdichten Raumes, wie beispielsweise eines Labors oder Reinraumes,
in oder aus den/m Luft über einen Luftkanal ein- bzw. ausgebracht wird, wobei in dem
Luftkanal eine Regelung des Luftvolumenstromes stattfindet, sowie eine Vorrichtung
hierfür.
Stand der Technik
[0002] Räume, gleichwohl ob es sich um private, geschäftliche oder beruflich bzw. industriell
genutzte Räume handelt, werden heute in vielen Fällen klimatisiert. Hierzu sind den
einzelnen Räumen Klimaanlagen zugeordnet, die sich entweder in den Räumen selbst befinden
oder in einem separaten Raum, wobei in letzterem Fall die klimatisierte Luft über
einen Luftkanal dem eigentlichen zu klimatisierenden Raum zugeführt wird. Diese Luft
tritt dann in den Raum durch ein Luftauslass ein, wobei hier beispielsweise eine bestimmte
Richtung oder ein Drall mitgegeben werden kann.
[0003] Eine Regelung der Luft erfolgt unter anderem auch in dem Luftkanal selbst durch eine
entsprechende Einrichtung. Bei dieser Einrichtung handelt es sich meist um eine Drosselklappe,
durch welche der freie Querschnitt des Luftkanals verändert werden kann, je nachdem,
ob eine Zuführung oder Abführung von mehr oder weniger Luft in bzw. aus einem Raum
erfolgen soll. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der
EP 0 400 401 A1 oder der
DE 40 07 176 A1 bekannt.
[0004] Die Regelung der Drosselklappen geschieht in der Regel anhand von der Ermittlung
eines Wirkdruckes vor der Drosselklappe, was beispielsweise durch ein entsprechendes
Messkreuz geschehen kann, wie dies in der
DE 33 36 911 A1 beschrieben ist. Ein schneller Regelalgorhythmus vergleicht den Sollwert mit dem
gemessenen Istwert eines statischen Differenz-Drucktransmitters und regelt, unabhängig
gegenüber Druckschwankungen im Luftkanal, schnell, präzise und stabil aus.
Aufgabe
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zu- bzw. Abführung von Luft zu einem
Raum, insbesondere zu Laboren oder Reinräumen wesentlich zu verbessern.
Lösung der Aufgabe
[0006] Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der Luftdruck in dem Raum geregelt wird.
[0007] Beispielsweise in Reinräumen oder Laborräumen soll ein konstanter Über- oder Unterdruck
gegenüber benachbarten Räumen, wie beispielsweise einem Flur oder einer Schleuse eingehalten
werden. Hierdurch kann ein Eindringen oder Ausdringen von schadstoffhaltiger oder
ungereinigter Luft mit zu hohen Staubanteil vermieden werden. Gemäss der vorliegenden
Erfindung geschieht dies in unmittelbarem Zusammenhang mit der Regelung des Luftvolumenstroms
in dem Luftkanal. Es handelt sich somit um eine kombinierte Volumenstrom-/Raumdruckregelung,
welche zur konstanten Druckhaltung relativ dichter Räume eingesetzt werden kann.
[0008] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Regelung des Druckes in dem Raum
in einem Bypass zur Regelung des Luftvolumenstromes durchgeführt. Vorrichtungsgemäss
bedeutet dies, dass der Einrichtung zur Regelung des Luftvolumenstromes eine Bypass-Leitung
zugeordnet ist, in der sich eine Einrichtung zur Regelung des Raumdruckes befindet.
Beide Einrichtungen sollen aber bevorzugt durch denselben Regler gesteuert werden.
Dieser Regler kann dann selbstständig zwischen Raumdruck- und Volumenstromregelung
umschalten.
[0009] Die Regelung in der Bypass-Leitung und in dem Luftkanal erfolgt bevorzugt durch jeweils
eine Drosselklappe, durch welche die freie Nennweite des Luftkanals bzw. der Bypass-Leitung
verändert werden kann. Dabei ist die Nennweite der Bypass-Leitung in der Regel wesentlich
kleiner als die Nennweite des Luftkanals.
[0010] Beiden Drosselklappen ist jeweils eine schnelllaufender Stellantrieb zugeordnet,
mit dem die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann.
[0011] In dem Regler sind bevorzugt zwei Sensoren integriert. Ein Sensor ermittelt den Wirkdruck
vor der Drosselklappe, d.h., den Volumenstrom. Dies kann beispielsweise über das oben
erwähnte Messkreuz in dem Luftkanal geschehen.
[0012] Der andere Sensor ermittelt den Raumdruck und veranlasst den Regler zur Änderung
der Drosselklappe in der Bypass-Leitung, sofern der Raumdruck erhöht oder vermindert
werden soll, D.h., die Regelung des Volumenstromes im Luftkanal und die Regelung des
Raumdruckes können unabhängig voneinander erfolgen, sind jedoch exakt aufeinander
abgestimmt. Innerhalb eines einstellbaren Arbeitsbereiches wird dem Raum eine definierte
Luftmenge (Frischluft) zugeführt. Ist diese Luftmenge erreicht, bleibt die Drosselklappe
stehen und die Regelung des Raumdruckes erfolgt dann separat über die Bypass-Leitung.
Reicht die Menge zur Aufrechterhaltung des gewünschten Raumdruckes nicht aus, so wird
zusätzlich die Einrichtung zur Raumdruckregelung in der Bypass-Leitung angesprochen
und geöffnet, damit über den Bypass zusätzliche Luft zugeführt werden kann.
Figurenbeschreibung
[0013] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese
zeigt in ihrer einzigen Figur einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung
einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes.
[0014] Das Be- und/oder Entlüften eines nicht näher gezeigten Raumes erfolgt im Wesentlichen
über einen Luftkanal 1, in dem eine Einrichtung 2 zur Regelung des Luftvolumenstromes
integriert ist. Das Volumen des Luftstromes wird durch eine Drosselklappe 3 geregelt,
durch die eine Nennweite d des Luftkanals 1 verändert werden kann. Sie schwenkt dabei
um eine Drehachse A, was über einen entsprechenden Stellantrieb 4 erfolgt.
[0015] Zur Regelung der Drosselklappe 3 ist der Antrieb 4 über eine nur gestrichelt angedeutete
Leitung 5 mit einem Regler 6 verbunden. In diesem Regler 6 sind zwei Sensoren 7 und
8 integriert. Der Sensor 7 ermittelt den Raumdruck, indem er mit dem zu regelnden
und einem geeigneten Referenzraum verschlaucht wird..
[0016] Der Sensor 8 ist mit einem Messkreuz 9 verbunden, welches in dem Luftkanal 1 angeordnet
ist. Ein derartiges Messkreuz 9 wird beispielsweise in der
DE 33 36 911 A1 beschrieben, Mit ihm wird der Wirkdruck vor der Drosselklappe 3 ermittelt und aus
diesem Wirkdruck auf die Stellung der Drosselklappe 3 geschlossen.
[0017] Eine Regelung des Raumdruckes erfolgt in einer separaten Einrichtung 10, welche eine
Bypass-Leitung 11 um die Einrichtung 2 zur Regelung des Luftvolumenstromes aufweist.
In diese Bypass-Leitung 11 ist eine weitere Drosselklappe 12 eingesetzt, der ein eigener
Stellantrieb 13 zugeordnet ist. Der Stellantrieb 13 steht über die gestrichelt angedeutete
Leitung 14 mit dem Regler 6 in Verbindung. Eine weitere Drosselklappe 15 in der Bypass-Leitung
11 kann von Hand geregelt werden; diese ist aber nicht zwingend notwendig.
[0018] Während der Luftkanal 1 eine Nennweite d besitzt, weist die Bypass-Leitung 11 eine
Nennwerte d
1 auf, die wesentlich geringer ist als die Nennweite d des Luftkanals 1. Die Nennweite
der Bypass-Leitung beträgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 100 mm, während
der Luftkanal 1 mit einer Nennweite 125/160/200/250/315/400 mm hergestellt werden
kann.
[0019] Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende
[0020] Beispielsweise in einem Labor soll zur Vermeidung von eindringendem Staub od. dgl.
ein Überdruck aufrechterhalten werden. Dieser Überdruck soll beispielsweise 10 Pascal
betragen. Der Sensor 7 misst diesen Überdruck und der Sensor 8 misst den Wirkdruck
vor der Drosselklappe 3.
[0021] Ist die Drosselklappe 3 geschlossen, da keine Belüftung des Labors gewünscht wird,
erfolgt die Regelung des Raumdruckes ausschliesslich durch die Veränderung der Stellung
der Drosselklappe 12 in der Bypass-Leitung 11. Unterschreitet der Raumdruck den vorgegebenen
Wert von 10 Pascal, wird die Drosselklappe 12 geöffnet bis der gewünschte Überdruck
wieder eingestellt ist.
[0022] Wird eine Belüftung des Labors gewünscht, erfolgt ein Öffnen der Drosselklappe 3
über dem Regel 6. Da jetzt Luft über den Luftkanal 1 dem Raum zugeführt wird,' kann
die Drosselklappe 12 in der Bypass-Leitung 11 entsprechend gedreht werden, sodass
sich der freie Querschnitt der Bypass-Leitung 11 vermindert. Dies kann bis zu einem
Schliessen der Bypass-Leitung führen, sodass dann die Aufrechterhaltung des Überdruck
in dem Raum allein durch die Drosselklappe 3 bewirkt wird. In den jeweiligen Zwischenstellungen
werden Drosselklappe 3 in dem Luftkanal 1 und Drosselklappe 12 in der Bypass-Leitung
11 über den Regler 6 aufeinander abgestimmt, sodass in dem Labor immer einer Druck
von 10 Pascal herrscht. Hierbei kann der Regler 6 selbstständig zwischen der Raumdruck-
und Volumenstromregelung umschalten.
Bezugszeichenliste
[0023]
1 |
Luftkanal |
34 |
|
67 |
|
2 |
Einrichtung z. R. d. Luftvolumenstromes |
35 |
|
68 |
|
3 |
Drosselklappe |
36 |
|
69 |
|
4 |
Stellantrieb |
37 |
|
70 |
|
5 |
Leitung |
38 |
|
71 |
|
6 |
Regler |
39 |
|
72 |
|
7 |
Sensor |
40 |
|
73 |
|
8 |
Sensor |
41 |
|
74 |
|
9 |
Messkreuz |
42 |
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75 |
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10 |
Einrichtung z. R.d. Raumdruckes |
43 |
|
76 |
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11 |
Bypass-Leitung |
44 |
|
77 |
|
12 |
Drosselklappe |
45 |
|
78 |
|
13 |
Stellantrieb |
46 |
|
79 |
|
14 |
Leitung |
47 |
|
|
|
15 |
Drosselklappe |
48 |
|
|
|
16 |
|
49 |
|
A |
Drehachse |
17 |
|
50 |
|
|
|
18 |
|
51 |
|
|
|
19 |
|
52 |
|
d |
Nennwert |
20 |
|
53 |
|
|
|
21 |
|
54 |
|
|
|
22 |
|
55 |
|
|
|
23 |
|
56 |
|
|
|
24 |
|
57 |
|
|
|
25 |
|
58 |
|
|
|
26 |
|
59 |
|
|
|
27 |
|
60 |
|
|
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28 |
|
61 |
|
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|
29 |
|
62 |
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30 |
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63 |
|
|
|
31 |
|
64 |
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32 |
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65 |
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|
|
33 |
|
66 |
|
|
|
1. Verfahren zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes, insbesondere eines relativ luftdichten
Raumes, wie beispielsweise eines Labors oder Reinraumes, in oder aus den/m Luft über
einen Luftkanal (1) ein- bzw. ausgebracht wird, wobei in dem Luftkanal (1) eine Regelung
des Luftvolumenstromes stattfindet,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftdruck in dem Raum geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck in dem Raum konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Luftdruckes in dem Raum in einem Bypass (11) zur Regelung des Luftvolumenstromes
durchgeführt wird.
4. Verfahren nach wenigstens einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck des Volumenstromes in dem Luftkanal (1) und der Luftdruck in dem Raum ermittelt
und geregelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung und Regelung des Volumenstromes und des Raumdruckes in einem Regler
(6) erfolgt, wobei der Regler (6) selbstständig zwischen Raumdruck- und Volumenstromregelung
umschaltet.
6. Vorrichtung zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes, insbesondere eines relativ luftdichten
Raumes, wie beispielsweise eines Labors oder Reinraumes, in oder aus den/m Luft über
einen Luftkanal (1) ein- bzw. ausgebracht wird, wobei in dem Luftkanal (1) eine Einrichtung
(2) zur Regelung des Luftvolumenstromes integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung (2) zur Regelung des Luftvolumenstromes eine Einrichtung (10) zur
Regelung des Druckes in dem Raum zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Regelung des Druckes in dem Raum in einer Bypass-Leitung
(11) zu der Einrichtung (2) zur Regelung des Luftvolumenstromes angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bypass-Leitung (11) eine Drosselklappe (12) eingesetzt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappe (12) ein schnelllaufender Stellantrieb (13) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach wenigstens einen der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nennweite (d1) der Bypass-Leitung (11) geringer ist als eine Nennweite (d) des Luftkanals (1).
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) zur Regelung des Luftvolumenstromes in dem Luftkanal (1) eine
Drosselklappe (3) und einen Regler (6) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regler (6) zwei Sensoren (7, 8) zugeordnet sind, wobei der eine Sensor (7) den
Raumdruck und der andere Sensor (8) den Wirkdruck in dem Luftkanal (1) ermittelt.