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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftverteilungsplatte für Air-Terminal-Einrichtungen
für eine Zufuhr mit niedriger Geschwindigkeit, die eine Luft-Verteilungskammer einschließen,
welche so arbeitet, daß sie aus einem Abgabekanal strömende Luft aufnimmt und welche eine
Wand hat, die sich parallel zu der einströmenden Luft erstreckt und die mit runden Löchern
versehen ist, wobei die Luft aus der Verteilungskammer in divergentem Fluß austritt. Die
Verteilungsplatte hat Einrichtungen zur Befestigung der Platte in dem runden Loch in der Wand,
und die Platte ist mit einer oder mehreren Öffnungen versehen.
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Vorschläge zur Erreichung eines gewünschten Luftstromes sind durch ähnliche
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik bekannt. So wurde zum Beispiel in DE-B-1 124 658
vorgeschlagen, daß eine perforierte Wand, durch welche Luft in gewünschter Form austreten
soll, ausgestattet ist mit leicht abgeschrägten Teilen und in der Weise, daß die Öffnungen in
diesen abgeschrägten Teilen ausgebildet sind. Auf diesem Weg ist es möglich, die
Geschwindigkeit des Luftstroms zu kompensieren, welche sonst einen schrägen Anteil in dem
austretenden Luftstrom erhöht, was zu einem austretenden Luftstrom führt, welcher im
allgemeinen senkrecht zu dieser Wand hindurchläuft, was gemäß der Veröffentlichung der
erwünschten Strömungsgeschwindigkeit entspricht.
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DE-A-1 051 479 offenbart die Ausbreitung von Luft durch einen einzigen Auslaß,
welcher es durch Anbringung einer abgerundeten augenförmigen Abdeckeinrichtung erlaubt,
der Geometrie des Raumes angepaßt, Strömung und Richtung zu regulieren.
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Mit dem selben Ergebnis wird in SE-B-8 105 785-3 eine Verteilungsplatte in Form einer
perforierten Wand vorgeschlagen, welche so arbeitet, daß ein Hauptluftstrom in mehrere
Sekundärströme, welche auf der anderen Seite der Wand durch diese Perforationen in
Schrägrichtung zum Hauptluftstrom austreten, umgelenkt wird. In diesem Fall besteht die
perforierte Platte aus einer Formblech-Metallplatte oder Scheibe, ausgestattet mit Formteilen,
welche sich quer zur Richtung des Hauptluftstroms nahe einer oder mehreren Perforationen
erstrecken und dadurch Strom umlenkende Einrichtungen bilden. Die perforierte Wand besitzt
eine sägezahnförmige oder abgestufte Ausgestaltung. Im Falle dieser bekannten Vorrichtung
ist es wichtig, daß sich die Umlenkeinrichtungen, welche so arbeiten, daß der Strom durch die
Perforationen umgelenkt wird, abstromwärts der Perforationen befinden und unmittelbar daran
anliegen und dies in einem Abstand davon, welcher mindestens im wesentlichen kleiner ist als
die Durchmesser der Perforation.
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Es ist ebenso bekannt, in Luftzufuhr-Terminal-Einrichtungen Wandstrukturen zu
verwenden, welche mit runden Öffnungen versehen sind, in welchen bewegliche
Umlenkeinrichtungen der in DE-A1-29 41 276 beschriebenen Art eingepaßt sind. Diese
Umlenkeinrichtungen sind so ausgestaltet und befestigt, daß die aus jeder der Öffnungen
austretende Luft allgemein schräg zu den Wänden und dadurch horizontal in den Raum
umgelenkt wird.
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US-A-2 909 112 beschreibt einen "Luft-Verteiler", welcher sich in einem geschlossenen
Ventilationsstrang befindet, und welcher so gebaut sein kann, daß er beweglich in runden
Öffnungen befestigt ist. Dieser Luft-Luftverteiler ist mit Öffnungen und Umlenkblättern
versehen, welche in Röhrenrichtung liegen und teilweise die Öffnungen bedecken. Die
Öffnungen und die damit verbundenen Umlenkblätter sind in Gruppen in Winkeln zueinander
angeordnet, so daß die Luft in sämtliche Richtungen verteilt wird.
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Wenn Luft mit Hilfe einer Zufuhr-Air-Terminal-Enrichtung zu einem Raum befördert
wird, können Probleme wie etwa das Gefühl von Zugluft (Bodenzugluft etc.) auftreten, wenn
die Luft schlecht verteilt wird. Unter anderem liegt dies an dem Auftreten der Vertikalströmung,
wo die kürzestmögliche sogenannte Nahzone oder das Nahfeld gewünscht wird. Mit Nahzone
ist die nächste Zone zur Terminalvorrichtung gemeint, in welcher der Eindruck einer Zugluft als
erstes gefühlt wird, und technisch ist sie durch den Abstand von der Vorrichtung, bei welcher
die Geschwindigkeit der Luft 0,2 m/s beträgt, definiert. Der Horizontalstrom zeichnet sich
ebenso durch Erreichen der kürzest möglichen Nahzone in allen Luftstromrichtungen aus.
Verteilung von Luft beeinträchtigt auch die Temperaturverteilung innerhalb des vereinnahmten
Bereichs, und es kann deswegen in diesem Zusammenhang auch interessant sein, die
Temperatur in vereinnahmten Bereichen zu messen. Entsprechend einem ISO-Standard wird
die Temperatur eines erfaßten Bereichs auf Bodenhöhe (o,1 m oberhalb der Bodenoberfläche)
und ebenso bei einer Höhe von 1,1 m oberhalb der Bodenoberfläche gemessen. In diesem Fall
sollte der Temperaturunterschied so klein wie möglich sein und vorzugsweise weniger als 3º
C, um eine angenehme Atmosphäre zu schaffen. Es wurde herausgefunden, daß das Verhalten
von Luft bei Verlassen der Terminalvorrichtung einen wesentlichen Einfluß auf die
anschließende Nahzone und den Temperaturunterschied hat. Ein optimales Ergebnis wird erzielt,
wenn die Luft so nah an der Terminalvorrichtung wie möglich zuerst zu einer Aufwärts- und
dann unmittelbar zu einer Abwärtsbewegung gebracht wird, vorzugsweise bei Ausbleiben
jeglicher Horizontalgeschwindigkeitsanteile, und dann, nach Verlust von Bewegungsenergie als
Ergebnis des Zusammenpralls mit dem Boden, dazu gebracht wird, sich leicht bei Ersetzung von
in dem Raum befindlicher stickiger Luft über die Oberfläche des Bodens zu verteilen. Die frische
herein kommende Luft sollte nicht mit der im Raum nach oben zu evakuierenden belasteten
stickigen Luft vermischt werden.
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Das Bedürfnis für eine Nahzone ist in Industriegebäuden großen Ausmaßes und hoher
Ventilationsanforderungen nicht so ausgeprägt, und folglich ist oft ein horizontaler Ausstrom
großer Luftmengen zur Erreichung optimaler Ventilation erwünscht. Dies kann nicht erreicht
werden durch die selbe Art von Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung wie sie in anderen Arten von
Gebäuden oder Räumen verwendet wird, in welchen eine kurze Nahzone erwünscht ist und in
welchen der austretende Luftstrom schräg nach oben geführt werden muß.
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Es besteht so ein Bedürfnis nach einer Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung mit einer
derartigen Beweglichkeit zum Führen des austretenden Luftstroms schräg aufwärts in jene
Räume, in welchen eine kurze Nahzone erwünscht ist und welche ebenso einen in großen
Gebäuden oder Räumen, welche große Luftmengen enthalten, wie etwa industrielle Gebäude
und große Lagerstätten, erforderlichen horizontalen Strom von Luft liefern. Es ist ebenso
wünschenswert, den Verlauf des austretenden Luftstroms entsprechend der Geometrie des
Raumes, in welchen die Vorrichtung eingebaut wird und auch im Hinblick auf die Möbel in dem
Raum kontrollieren zu können. In der Mehrzahl der Fälle der bisher bekannten
Terminalvorrichtungen ist es lediglich möglich, den Stromverlauf durch Wechsel der
Luftgeschwindigkeit, durch Auswechseln der perforierten Wände, oder im schlimmsten Fall
durch Wechseln der Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung zu verändern. In vielen Fällen kann der
erwünschte Verlauf des Luftstroms nicht erreicht werden, selbst wenn diese Maßnahmen
getroffen werden. Zuweilen ist es nicht möglich oder geeignet die vorgenannten Maßnahmen
auszuführen. Zum Beispiel wird eine Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung oft in einer Art und Weise
installiert, welche es schwierig oder unmöglich macht, die Vorrichtung in dem betreffenden
Raum zu ersetzen. Beispiele für Vorrichtungen, welche nicht leicht ersetzt werden können sind
jene, welche in Wände eingebaut oder in andere Gebäudebestrukturen eingefügt sind.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Lösung für die vorgenannten
Probleme einer verbesserten Ventilations-Flexibilität von Air-Terminal-Einrichtungen zu
schaffen, so daß derartige Vorrichtungen nicht ausgewechselt oder ersetzt zu werden brauchen
oder eine andere umfassende und zeitraubende Modifikation daran oder Wiederherstellung
erfordern, um die Anforderungen zu erfüllen.
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Die Erfindung wird durch die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale definiert.
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Die erfindungsgemäße Verteilungsplatte ist so konstruiert, daß sie verwind- und rotierbar
in einem jeweiligen runden Loch in der Wand der Verteilungskammer der Zufuhr-Air-Terminal-
Einrichtung befestigt ist. Die Platte ist mit einer oder mehreren Öffnungen versehen, und etwa
ein Drittel bis zu ein Halb der Fläche jeder Öffnung ist bedeckt und eingeschlossen durch eine
jeweils an einer Seite der Platte angebrachte Umlenkeinrichtung, wobei diese
Umlenkeinrichtungen dafür vorgesehen sind, Luft, welche durch die Öffnung oder Öffnungen
strömt, im wesentlichen ohne Strömungsverluste abzulenken. Die Umlenkeinrichtungen haben
eine augenlidförmige Ausgestaltung und ragen so von der Ebene der Platte nach außen hervor.
Die Umlenkeinrichtungen und Öffnung(en) bilden Durchgangswege für die Luft durch die Platte
und sind so konstruiert, daß die Luft im allgemeinen durch sämtliche Öffnungen in gleicher
Richtung strömen wird. Es ist wichtig für die Arbeitsweise der Platte als eine Einrichtung zum
Verteilen und Ablenken von Luft in einer Air-Terminal-Einrichtung für eine Zufuhr mit niedriger
Geschwindigkeit, daß jede Öffnung in der Lage ist, die austretende Luft umzulenken, so daß
sie, abhängig von der gewünschten Arbeitsweise, entweder horizontal oder schräg abwärts
strömt. Die Umlenkung soll bei Ausbleiben von wesentlichen Verlusten im Strom stattfinden,
da derartige Verluste zu unerwünschten Turbulenzen führen. Wenn die Vorrichtung in einem
Raum verwendet werden soll, wo ein schräg auswärtiger Strom von austretender Luft
erwünscht ist, ist die Platte mit ihrer flachen Seite, d. h. der Seite ohne augenlid-förmigen
Umlenkeinrichtungen, in Richtung auf die Verteilungskammer befestigt. Die Luft wird dann
zuerst im allgemeinen horizontal durch die Plattenöffnung oder -öffnungen hineinströmen,
wonach der untere Teil des Luftstroms nacheinander nach oben und nach außen umgelenkt
werden wird, während der obere Teil des Stroms seinem ursprünglichen Verlauf folgen und
senkrecht zu der Ebene der Platte strömen wird. Wenn diese Luft später auf die Luft trifft, die
von den Umlenkeinrichtungen umgelenkt wurde, wird sie ihrerseits so umgelenkt, daß sie einen
auf- und auswärtigen Luftstrom bildet. Ähnlich ist es notwendig, daß jede Öffnung fähig ist,
von der Verteilungskammer strömende Luft derartig umzulenken, daß ein horizontaler Luftstrom
bei Ausbleiben von Turbulenz erreicht wird, wenn die Platte so befestigt ist, daß die mit den
augenlid-förmigen Umlenkeinrichtungen versehene Seite der Platte in Richtung auf die
Verteilungskammer hin liegt.
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Durch erfindungsgemäße Anbringung der Umlenkeinrichtungen in den Öffnungen in der
Art, daß sie einen Teil der jeweiligen Öffnungen bedecken und einschließen, wobei dieser Teil
etwa einem Drittel bis etwa der Hälfte der Fläche der Öffnung entspricht, wird die Platte derart
arbeiten, daß sie Luft, welche durch sie in der gewünschten Richtung hindurch gelangt,
umlenkt, d.h. in einer auf- auswärtigen Richtung bei einer Stellung der Platte und in einer
horizontalen Richtung bei der umgekehrten Stellung der Platte, abhängig davon, wie die Platte
in dem Loch der Wand befestigt ist. Dieser horizontale Luftstrom wird mit den kleinstmöglichen
Strömungsverlusten erreicht, wodurch bei den Umlenkeinrichtungen unerwünschte Turbulenz
in größt möglichem Ausmaß verhindert wird.
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Um den Luftstrom in einer Weise umzulenken, welche im wesentlichen frei von
Verlusten ist, ist es für die Luft notwendig, durch die Öffnungen ohne wesentlich gedrosselt
zu werden und/oder bei Abwesenheit jeglicher nennenswerte Turbulenz strömen zu können.
Dies wird, wie oben beschrieben, erreicht durch Anpassung der Größe der Öffnungen an die
Größe der Umlenkeinrichtungen. Darüber hinaus solln die Umlenkeinrichtungen von der Platte
hervorragen, um eine Öffnung zu bilden, hier eine fiktive Strömungsöffnung genannt, welche
teilweise durch die augenlid-förmige Vorichtung beschrieben ist. Die Fläche der fiktiven Öffnung
ist die Fläche, die für die Luft übrig bleibt, um hindurchzuströmen, wenn die Fläche der Öffnung
in der Ebene der Platte bedeckt ist. Die fiktive Strömungsfläche wird auf diese Art und Weise
entweder in rechten Winkeln zu der Platte gemessen, was dann der Fall ist, wenn die
Umlenkeinrichtungen etwa die Hälfte der Fläche der Öffnung bedecken, oder in einem Winkel
von weniger als 90º zu der Platte, wenn die Umlenkeinrichtung weniger als die Hälfte dieser
Fläche bedeckt.
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Für das kleinstmögliche Drosseln des Luftstroms soll die Summe der fiktiven Fläche und
der nicht durch die Umlenkeinrichtung bedeckten Fläche im wesentlichen gleich der gesamten
Fläche der Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Platte sein. Wenn Umlenkung zur
Gewährleistung einer auf- und auswärtigen Strömungsbewegung der Luft gewünscht wird,
kann der Luftstrom durch die Plattenöffnungen in der folgenden Art und Weise beschrieben
werden. Der obere Teil der durch jede Öffnung hereinströmenden Luft wird ohne Blockierung
gerade nach vorn hindurchgelangen, bis sie vollständig durch die Öffnung durchquert hat. Der
untere Teil des Luftstroms wird in "seinem" Kanal mit einer allgemein gleichmäßigen Fläche
strömen, während er umgelenkt, wird bis die fiktive Strömungsöfffnung erreicht wird. Die
beiden Teile des Luftstroms werden dann während der Umlenkung der beiden Lufttsröme
durchmischt, um so zu einer auf- und auswärtigen Strömungsbewegung der Luft zu führen.
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Zum Zweck der Erreichung kleinst möglicher Strömungsverluste haben die
Umlenkeinrichtungen, bei Ansicht gegen die Platte, einen rundlichen Querschnitt, vorzugsweise
einen Querschnitt in Form eines Kreisbogens auf der Innenseite der Vorrichtung, welche zur
Umlenkung von Luft vorgesehen ist. Obwohl kreisrunde Öffnungen in der Mehrzahl der Fälle
bevorzugt werden, können Öffnungen mit anderen Querschnittsformen für unterschiedliche
Zwecke gewählt werden. Die Öffnungen können in jeder Verteilungsplatte in einem
regelmäßigen Verlauf angeordnet sein, zum Beispiel mit einer in dem Zentrum der Platte
vorgesehenen Öffnung und anderen in einem Kreis rund um die zentrale Öffnung angeordneten
Öffnungen.
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Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Umlenkeinrichtungen ist es bevorzugt, jede
Umlenkeinrichtung über einer jeweiligen Öffnung jeder einzelnen Verteilungsplatte in einer
wechselseitig gleichen Weise anzuordnen.
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Die Verteilungsplatte ist geeignet zur Herstellung als einteilige Struktur und kann zum
Beispiel durch Formgießen der Platte aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt
werden. Jede Platte wird geeigneterweise eine Größe haben, welche es ermöglicht, sie in
Löchern mit einem Durchmesser von etwa 80 bis 90 mm im Falle kleinerer
Air-Terminal-Einrichtungen zu befestigen, und sie im Falle spezieller industrieller Vorrichtungen
in Löchern von 120 bis 150 mm Durchmesser zu befestigen.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Verteilungsplatte für eine
Air-Terminal-Einrichtung für eine Zufuhr mit niedriger Geschwindigkeit. Dabei kann jede Platte
in der perforierten Wand der Verteilungseinrichtung in der Weise befestigt werden, welche es
ermöglichen wird, jeden erwünschten Luftverteilungsverlauf für Air-Terminal-Einrichtungen für
eine Zufuhr mit niedriger Geschwindigkeit zu erreichen. Auf diese Weise kann jede der Platten
in ihrer wandbefestigten Stellung rotiert oder vollständig umgekehrt werden, d.h. so, daß die
Seite der Platte, auf welcher die Umlenkeinrichtungen entweder zu der Verteilungskammer hin
oder weggerichtet vorgesehen sind, was eine besonders flexible Lösung des Problems der
Luftverteilung bei der Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung erbringt. So werden die Platten, wenn
es gewünscht wird, daß die Luft aus der Vorrichtung vollständig horizontal austritt, entweder
bis zu 90º aus ihrer normalen Stellung gedreht, in welcher die augenlid-förmigen Vorrichtungen
dem zu ventilierenden Raum zugewandt den unteren Teil jeder Öffnung bedecken oder, wie
oben angeführt, umgekehrt sind, so daß die augenlidförmigen Umlenkeinrichtungen stattdessen,
wie im Normalfall, auf den zu ventilierenden Raum auf die Verteilungskammer ausgerichtet
sind.
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Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben, bei welcher Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verteilungsplatte
ist. Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Platte, und Figur 3
stellt verschiedene Formen der Öffnung dar, die mit der Verteilungsplatte verwendet werden
kann.
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Fig. 1 stellt eine Verteilungsplatte 10 für eine Air-Terminal-Einrichtung für eine Zufuhr
mit niedriger Geschwindigkeit dar. Die Platte hat drei Reihen sich in Querrichtung der Platte
erstreckender Öffnungen 11. Die Querschnittsfläche jeder Öffnung 11 ist in Querrichtung der
Platte im wesentlichen konstant. Auf diese Art und Weise haben die die Öffnung
beschreibenden Grenzen in jedem denkbaren Querschnitt der Platte 10 allgemein eine gleiche
Größe, wie es durch eine zu der unteren Linie 13 parallelen Linie 12 gezeigt ist. Auf diesem
Weg wird innerhalb der Platte 10 eine Öffnung 11 mit der Dicke der Platte 10 als ihre Höhe und
der Querschnittsfläche der Öffnung 11 als ihre Grundfläche ausgebildet.
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Auf einer Seite der Platte 10, im dargestellten Fall der nach rechts gewandten Seite,
ist eine Umlenkeinrichtung 14 über jeder Öffnung 11 befestigt. Bei Ansicht in einer Richtung
auf die Ebene oder flache Oberfläche der Platte 10 hin hat jede Vorrichtung 14 die selbe Form
wie der durch die Vorrichtung abgedeckte Teil der Öffnung 11. In einer dazu senkrechten
Richtung, d.h. entlang der Ebene der Platte, hat jede Vorrichtung 14 eine Innenwand 15,
welche so gekrümmt ist, daß sie Luft, welche durch die Öffnung 11 hindurch gelangt, umlenkt.
Im Falle der Ausführungsform von Figur 1 hat die Innenwand 1 5 eine Kreisbogen-
Ausgestaltung. Jede Vorrichtung bildet eine bei der Ebene der Platte 10 und außerhalb dieser
Ebene befindliche Strömungsöffnung 16, im dargestellten Fall in rechten Winkeln zu der Ebene
der Platte 10. Wie durch die unterbrochene Linie 16A angedeutet, kann die durch die
Vorrichtung 14 beschriebene Strömungsöffnung auch in einer Ebene liegen, welche mit der
Ebene der Platte 10 einen spitzen Winkel bildet. Jede Platte 10 ist mit Klemmvorrichtungen 17
zur Befestigung der Platte 10 in einem Loch der perforierten Wand der
Zufuhr-Air-Terminal-Einrichtung ausgestattet. Die Klemmvorrichtungen sind so konstruiert, daß
sie es der Platte 10 ermöglichen, ohne Schwierigkeit fest in das Loch gepreßt zu werden, und
es der Platte 10 zu ermöglichen, auf eine gewünschte Position gedreht zu werden, zum Beispiel
eine Position, in welcher die Vorrichtung 14 horizontal ausgerichtet wird, anstatt, was der
Normalfall ist, vertikal abwärts in Beziehung zu dem hereinkommenden Luftstrom ausgerichtet
zu sein. Es muß möglich sein, die Platte 10 fest in der Wand mit Hilfe der Vorrichtungen 17 zu
befestigen, wobei entweder die Umlenkeinrichtungen 14 in Richtung des Luftstroms liegen oder
umgekehrt.
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Figur 2 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der erfinderischen Verteilungsplatte 10
dar, welche kreisrunde Öffnungen 21 und Umlenkeinrichtungen 24 in Form eines
Halbkugelgehäuses hat. Die dargestellte Ausführungsform schließt auch vier
Befestigungsvorrichtungen 27 ein. Jene Teile der Platte 10, welche fest sind, werden
schraffiert gezeigt während die sichtbaren Öffnungen 21B unmarkiert gelassen wurden.
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Figur 3 stellt denkbare Formen der Öffnung 11 dar, die anders als die in Figur 2 gezeigte
bevorzugte kreisrunde Form sind.