DE1679471A1

DE1679471A1 - Luft-Ventilations- und Zirkulationssystem

Info

Publication number: DE1679471A1
Application number: DE19671679471
Authority: DE
Inventors: Bohanon Hoy R
Original assignee: Acme Engineering and Manufacturing Corp
Current assignee: Acme Engineering and Manufacturing Corp
Priority date: 1966-02-10
Filing date: 1967-01-14
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1133281A; BE692495A; US3307469A; NL6700150A; NO115311B; FR1509330A

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Luft-Ventilations- und -Zirkulationssystem für große Gebäude. Im Besonderen soll das System während des Winters große Mengen frischer Außenluft zur Ventilation einführen, ohne daß dabei kalte Luftzüge entstehen, und es soll eine kontinuierliche Umwälzung von Luft erfolgen, die gleichmäßig verteilt ist.

Es besteht heutzutage der Wunsch nach billigen Ventilationssystemen für große Gebäude, mittels derer große Mengen Außenluft bei Winterwetter eingeleitet werden können, ohne daß innerhalb des geschlossenen Raumes kalte Luftströmungen entstehen. Die meisten bekannten Ventilationssysteme saugen Außenluft über verhältnismäßig große Offnungen in der Gebäudewand an, und der entstehende starke Strahl wird nicht in ausreichendem Maße mit der Luft Innerhalb des Gebäudes vermischt, wodurch kalte Stellen und kalte Luftströmungen entstehen. Tatsächlich entstehen In vielen großen Gebäuden sogar kalte Stellen ohne Ventilation, und zwar Infolge einer Schichtbildung der Luft Innerhalb des Ge bäudes. Die Lösung dieses Problems bei einem System mit Gewähr-

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leistung einer guten Ventilation hat offensichtlich viele Anwendungsgebiete.

Insbesondere wird ein Mehrzweck-Rohr-Ventilationssystem angestrebt, das dazu in der Lage ist, sämtliche Luftströmungs- und Ventilations-Anforderungen in einem Gewächshaus während der kalten winterlichen Jahreszeiten zu erfüllen. Derartige Gewächshaus-Ventilationssysteme müssen außer der Zuführung von Frischluft während des Herbstes, Winters und Frühlings ohne kalte Luftzüge, wie auch mit gleichmäßiger Temperaturverteilung, noch die zusätzliche Funktion der Erzeugung einer kontinuierlichen Umwälzung der Luft mit gleichmäßiger Verteilung haben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Einleitung frischer Außenluft zwecks Ventilation ohne kalte Luftzüge bei gleichzeitiger kontinuierlicher Umwälzung gleichmäßig verteilter Luft zu ermöglichen. Bei der Anwendung auf Gewächshäuser soll eine genaue Regelung der Innentemperatur dadurch erfolgen, daß, wenn notwendig, kalte Außenluft zugeleitet wird. Im Falle eines Gewächshauses soll eine kontinuierliche Umwälzung von Luft erfolgen, die gleichmäßig verteilt ist, unter Erzielung einer gleichmäßigen Temperatur und Feuchtigkeit wie auch eines besseren Mikro-Klimas an den Blattoberflächen mit sanfter und kontinuierlicher Luftbewegung inaer Pflanzenbewachsung und um diese herum, derart, daß mit CO» angereicherte Luft mit den Blattoberflächen in direkte Berührung gebracht wird. Auch soll durch die Erfindung ein automatisches Ventilations·* und Umwälzsystem geschaffen werden, das eine von einem Motor angetriebene Einlaßblende aufweist, zusammen mit einem Thermostat oder Humidistat, wodurch die gewünschte Klimareg+elung mit herabgesetzten Kosten gewährleistet wird. Es sollen Vibrationen und darauffolgende Rohrrisse durch die Verwendung von StatorflUgeln Im Gebläststrahl ausgeschaltet werden, wodurch eine heftige Verwirbelung Im Auslaß.

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wie sie bei Üblichen Rohrtyp-Gebläsen auftritt, vermieden wird. Durch die Erfindung soll die Verwendung von vorhandenen Sauggebläsen oder eines mechanischen Gewächshaus-Ventilationssystems in dem erfindungsgemäßen kombinierten Luft-Ventilations- und -Zirkulationssystem möglich sein. Es soll eine Veränderung der Rohrgröße und eine Auswahl des Gebläses innerhalb eines breiten Kapazitätsbereiches möglich sein, was zu einer wirksamen Gewächshaus-Klimasteuerufig mit geringen Kosten führt. Die Leistung und der Wirkungsgrad der Gebläsestrahleinheit soll verbessert werden mit feststehenden Leitflügeln, durch die die Rotationsenergie des austretenden Luftstrahls zurückgewonnen wird Das Luft-Ventilations- und -Zirkulationssystem soll leise arbeiten .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht eines Luft-Ventilations- und -Zirkulationssystems.

Gemäß der Zeichnung besteht das erfindungsgemäße System im wesentlichen aus einem Verteilungsgebläse lo, das innerhalb eines Gebäudes in einem vorbestimmten Abstand von der Gebäudewand 14, die eine Lufteinlaßblende 16 enthält, angebracht ist. An den Auslaß des Verteilergebläses Io ist ein langes Rohr 2o angeschlossen, das sich über die gewünschte Länge des Gebäudes erstreckt und in gegenseitigen Abständen über seine gesamte Länge angebrachte Offnungen 22 aufweist. Das Ende 24 des Rohres 2o ist geschlossen, und normalerweise erstreckt sich das Rohr 2o über die gesamte Gebäudelänge. Schließlich ist in der Wand 28 am anderen Ende des Gebäudes ein Ventilationsgebläse 26 zum Herausleiten von Luft vorgesehen .

Die von einem Motor angetriebene Blende 16 umfaßt eine Mehrzahl von im Gleichgewicht befindlichen Blättern 3o, die von einem Motor 32 aus auf übliche Art und Weise über Betätigungsstangen verstellbar sind. 109815/0496

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Die Verteilergebläseeinheit Io ist an dem Gebäude mittels irgendwelcher üblicher Tragteile befestigt, beispielsweise mittels eines Rahmens 36, der von vertikalen Stangen 38 getragen wird. An der Oberseite des'Rahmens 36 kann ein Ring 4o vorgesehen sein, an dem ein Draht 42 befestigt ist, der über einen Drahtklemmring 44 das Rohr 2o trägt. Selbstverständlich kann das andere Ende des Drahtes 42 an einem geeigneten Teil des Gebäudes befestigt sein. Durch die Verwendung von Statorflügeln oder Leitflügeln in der Verteilergebläseeinheit Io werden Schwingungen und anschließende Rißbildung der benachbarten Teile des Rohrs 2o dadurch vermieden, daß die heftige Wirbelbildung im Auslaß vermieden wird, die bei üblichen Rohrgebläsen auftritt. Außerdem wird durch die Verwendung eines solchen, mit Leitflügeln versehenen Gebläses die Rotationsenergie im austretenden Luftstrom wiedergewonnen und damit die Leistung und der Wirkungsgrad im Ganzen erhöht.

Wie nachstehend im einzelnen beschrieben werden soll, kann der Motor 25 des Ventilationsgebläses 26 und der Motor 32 für die Betätigung der Blende 16, falls erwünscht, durch einen Thermostat 46 und/oder einen Humidistat 48, gesteuert werden, welche entsprechend den gewünschten Ergebnissen in üblicher Weise angeschlossen si nd .

VENTILATION

Während des Ventilationsbetriebs sind sowohl die Verteilergebläse einheit Io als auch die Ventilationsgebläseeinheit 26 in Betrieb, und die Blende 16 1st geöffnet. Auf diese Weise zieht das Ventilationsgebläse 26 Luft aus dem Gebäude ab und erzeugt in diesem ein leichtes Vakuum. Außenluft, die unter einem etwas

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höheren Druck steht, strömt durch die Blende 16 in das Gebäude ein. Da das Verteilergebläse Io unmittelbar vor der durch die Blende gebildeten öffnung sitzt, wird die frische Außenluft angesaugt und in das Rohr 2o hinein abgegeben. Anschließend wird die frische Außenluft im Innern des Gebäudes durch die öffnungen 22 des Rohres 2o abgegeben, und zwar auf der gesamten Länge des Gebäudes. Die hierbei entstehenden kleinen Luftstrahlen 5o werden mit der Luft innerhalb des Gebäudes durch eine turbulente Vermischung gut gemischt, und im gesamten Gebäude herrschen infolgedessen sehr gleichmäßige Bedingungen.

Somit läuft das erfindungsgemäße System kontinuierlich und gewährleistet eine konstante und gleichmäßige Luftbewegung sowie Temperatur- und Feuchtigkeits-Regelung.· Beim Betrieb bei der angenommenen Verwendung in einem Gewächshaus wird, wenn dem Inneren COg zugesetzt wird, dieses gleichmäßig verteilt und ein besseres Mikroklima an den Blattoberflächen dadurch aufrechterhalten, daß die mit COg angereicherte Luft in direkte Berührung mit den Blattoberflächen gebracht wird. Wenn die Inmentemperatur das gewünschte Maximum erreicht, gewöhnlich an einem sonnigen Tag, so kann eine automatische Steuerung des Ventilationsgebläses 26 und der Blende 16 durch den Thermostat 46 und den Humidistat 48 erzielt werden. Wie bereits weiter oben erwähnt, bewirkt das in dem Haus erzeugte leichte Vakuum ein Ansaugen von frischer kühler Außenluft durch die Einlaßblende 16, die den Zwischenraum überspringt und in die dauernd laufende Gebläseeinheit Io eintritt, so daß sie dann gleichmäßig durch die öffnungen 22 austritt und sich gründlich mit der warmen Luft vermischt, bevor sie die Pflanzen erreicht. Wenn die gewünschten Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsbedingungen erreicht worden sind, so können das Ventilationsgebläse 26

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und die Blende 16 automatisch abgeschaltet werden, und der Umwälzvorgang mit gleichmäßiger Luftbewegung kann weitergehen. Die Randgrenzen des erfindungsgemäßen Konvektionsrohr-Ventilationssystems treten bei mildem Wetter auf. Während kaltem Wetter, schaltet die Gebläseeinheit Io ein und aus, um die Anforderungen der Temperatur- und Feuchtigkeitssteuerung zu erfüllen. Wenn die Außentemperatur ansteigt, so läuft die Gebläseeinheit Io während längerer Zeitspannen, bis ein dauernder Lauf erreicht wird, um die Anforderungen der Steuerung zu erfüllen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Außentemperatur gewöhnlich hoch genug, daß jegliche zusätzliche erforderliche Luft in das Haus eingeleitet werden kann.

ZIRKULATION

Im Zirkulationsbetrieb ist das Ventilationsgebläse 26 ausgeschaltet und die Blende 16 geschlossen. Es läuft nur das Verteilergebläse lo, um Luft aus dem Innenraum des Gebäudes Über den Zwischenraum zwischen dem Gebläse Io und der Blende 16 in den Einlaß des Gebläses Io anzusaugen. Auf diese Weise wird die Innenluft in das Verteilerrohr 2o abgegeben und sodann durch die kleinen öffnungen 22 im Rohr 2o in das Innere des Gebäudes zurückgeblasen . Die entstehende Turbulenz und Vermischung führen wiederum zu einer Verbesserung bezüglich gleichmäßiger Bedingungen innerhalb des Gebäudes .

Natürlich können viele wichtige Einzelheiten bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Systems auf ein bestimmtes Gebäude Verwendung finden. Beispielsweise wird die Größe und Anzahl der GebU'seeinhüten bestimmt durch die Ventilationserfordernisse des Gebäudes seines IRhaIts, während die Rohre derart angeordnet werden,

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daß sie die Außenluft gleichmäßig über das Gebäude verteilen, da eine gleichmäßige Luftverteilung die erste Anforderung zur Einhaltung der gewünschten Bedingungen ist. Gewöhnlich ist die einfachste und wirtschaftlichste Anordnung derart, daß die Rohre in Längsrichtung durch das Gebäude hindurchlaufen. Da die Kapazität des Auslaßgebläses 26 (bzw. der Auslaßgebläse) der Kapazität des Umwälzoder Verteilungsgebläses Io (oder der Verteilergebläse) angepaßt *ein muß, bestimmt dies die Größe der "einstellbaren öffnung", was in der Praxis entweder durch Hand- oder durch Motor-Verstellung der Blende 16 verwirklicht werden kann. Das Rohr 2o kann aus praktisch jedem Werkstoff hergestellt werden. Kostenfaktoren bestimmen, daß das Rohr 2o aus dünnem Filmkunststoff hergestellt wird. Da in diesem Falle das Rohr 2o nicht starr ist, wird es durch den Gebläseluftdruck in seiner angenommenen runden Form gehalten. Obwohl das Rohr 2o im Gebrauch von dem Draht 42 gehalten wird, hängt es, wenn es nicht arbeitet, schlaff wie ein Lappen nach unten. Offensichtlich wird die Verwendung eines starren Rohres durch nichts ausgeschlossen. Die Anzahl und Größe der öffnungen 22 im Rohr 2o ist ebenfalls wichtig, weil dies bestimmt, wie weit jeder einzelne Strahl 5o in die verhältnismäßig ruhige Raumluft eintritt und damit welchen Bereich jedes Rohr erfaßt. Versuche zeigen, daß der richtige Durchmesser für die öffnungen 22 etwa 5o mm bis 75 mm beträgt. Der Abstand zwischen den öffnungen muß so sein, daß die gesamte Fläche der öffnungen 22 die richtige Beziehung zum Querschnitt und zu der Länge des Rohres 2o und zu der Gebläsekapazität aufweist. Für Rohre, deren Länge weniger als das loo-fache des Durchmessers beträgt, sollte das Verhältnis der Gesamt-Lochflache zum Rohr-Querschnitt für die meisten Gebläse im Bereich von 1,0 bis 1,5 liegen. Die Druckverteilung im Rohr 2o ist so, daß der Druck am geschlossenen Ende 24 grosser 1st als an dem dem Verteilergebläse Io benachbarten Ende. Wenn dieses Verhältnis zu groß ist, so besteht die Gefahr, daß der Druck

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am Gebläseende unter den Raumdruck absinkt, v/as eine umgekehrte Strömung durch die öffnungen 22 und, wenn das Rohr 2o aus flexiblem Werkstoff besteht, ein Zusammenfallen des Rohres zur Folge hat. Andererseits wird "dann, wenn die Gesamtöffnungsfläche zu klein ist, die Ausströmung des Verteilergebläses Io eingeschränkt und dadurch die Leistung des gesamten Systems in nennenswertem Maße herabgesetzt. Der Ort der öffnungen 22 ist wichtig und ändert sich etwas für jeden Anwendungsfall; für die meisten Beispiele ist eine Anordnung innerhalb von 3o von der horizontalen Mittellinie des Rohres 2o, wie dies durch den Winkel Alpha gezeigt ist, bevorzugt. Die Stelle des Auslaßgebläses 26 ist offensichtlich nicht kritisch. Wie schon zuvor angegeben, muß die Kapazität des Auslaßgebläses 26 zwecks Erzielung bester Ergebnisse der Kapazität des Verteilergebläses Io angepaßt sein.

Wie bereits früher angeführt, ist das gesamte System in Verbindung mit automatischen Steuerungen verwendbar, die entweder Humidistatem oder Thermostaten sein können, die beide schematisch in der Zeichnung dargestellt sind, je nachdem welche Lufteigenschaft die wichtigere ist. Gewöhnlich läuft das Verteilergebläse Io kontinuierlich» v/ährend das Ventilationsgebläse 26 und die Blende 16 ein- und ausgeschaltet werden, um die erforderliche Außenluft heranzubringen.

Offensichtlich sind Abänderungen und andere Anordnungen der zusammengehörigen Teile möglich, ohne daß dabei der in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindungsgedanke verlassen wird.

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Claims

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Patentansprüche

1. Luft- Ventilations- und -Zirkulationssystem für einen Raum, gekennzeichnet durch eine in einer Wand (14) dieses Raumes angebrachte Blende (16), ein erstes Gebläse (lo), dessen Einlaß in einem vorbestimmten Abstand von der Blende (16) angeordnet ist und mit dessen Auslaß ein Rohr (2o) verbunden ist, das mindestens eine öffnung (22) zur Verteilung der Luft in dem Raum aufweist, und ein in einer Wand (28) des Raumes angebrachtes zweites Gebläse (26).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zv/eite Gebläse (26) ein Auslaßgebläse ist und in einer Gebäudewand (28) dem ersten Gebläse (lo) gegenüberliegend angebracht ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Blende (16) ein Motor (32) vorgesehen ist, dessen Ein- und Ausschaltung gemeinsam mit dem zweiten Gebläse (26) durch einen auf Temperaturveränderung innerhalb des Raumes ansprechenden Thermostat (46) gesteuert wird.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2o) eine Mehrzahl von kontinuierlich 1m Abstand voneinander liegenden Öffnungen (22) vorbestimmter Größe entlang seiner gesamten Länge aufweist.

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5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gebläse (To) feststehende Leitflügel für die Luftverteilung aufweist.

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.'"System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr aus nicht-starrem Werkstoff hergestellt ist, so daß es durch den von dem ersten Gebläse (lo) erzeugten Luftdruck im Gebrauch in seiner gewünschten Form gehalten wird.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2o) im Querschnitt etwa kreisförmig ist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Offnungen (22) innerhalb von 3o° von der horizontalen Mittellinie des Rohres (2o) aus angeordnet sind.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des ersten Gebläses (lo) derjenigen des zweiten Gebläses (26) angepaßt ist.

. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur abwechselnden Öffnung der Blende (16) und zum Laufenlassen des zweiten Gebläses (26) während praktisch kontinuierlichem Laufen des ersten Gebläses (lo).

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