EP0385395B1 - Stellvorrichtung für die Lamellen eines Luftheiz-,Luftkühl-, oder Belüftungsgerätes - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for controlling the setting angle of lamellae or flaps of an air guide device for a decentralized, a fan motor operated via a speed adjustable fan and a device for measuring the blow-out temperature of the air flow in the area of the outlet having ventilation device, in particular for heating or cooling of indoor air .
- the disadvantage of the known device is that disturbing temperature stratifications can occur, which on the one hand result in an unnecessarily high energy supply in the room and on the other hand are perceived as unpleasant by the people in the lounge area.
- there may be disturbances with high air speeds in the lounge area which people perceive as drafts and also impair well-being. Drafts are also known to cause health damage.
- the object of the invention is to improve a method of the type mentioned in such a way that the desired air mixing and comfort criteria are maintained even at different blowing speeds and temperatures.
- This object is achieved in that the speed of the fan motor and in addition to the blow-out temperature of the ventilation device detects the temperature of the room air in the ventilated room a temperature difference is formed from the temperature of the room air and the blow-out temperature and a control value for the control angle of the slats or flaps is determined taking into account the speed and the temperature difference.
- this object is achieved in that the variable pressure difference within the ventilation device and in addition to the blow-out temperature of the ventilation device, the temperature of the room air in the ventilated room is detected, a temperature difference from which the temperature of the room air and the blow-out temperature is formed and taking into account the pressure difference and the temperature difference, a control value for the control angle of the slats or flaps is determined.
- the device to respond to the different blow-out speeds, ie the flaps or lamellae are adjusted in such a way that an optimal air movement within the room is generated even when the blow-out speed changes.
- the flaps or louvres can be set at a lower blow-out speed so that the air flow enters the room more steeply and the same depth of penetration is achieved as at the higher blow-out speed.
- the speed of the fan is changed continuously or in stages, the air is always led into the room in such a way that the comfort and energy saving criteria are maintained, ie there is neither draft nor significant temperature differences.
- the device 1 for heating, cooling and / or ventilating a room has an axial fan 2 which is driven by an electric motor 3.
- the device 1 is mounted below the ceiling of a room or hall so that the fan 2 blows vertically downwards.
- a heating register 4 for heating the air flowing through.
- a cooling register can also be arranged there.
- a plurality of flaps or lamellae 5 guiding the air flow are fastened parallel to one another and adjustable in rotation about a longitudinal axis in each case.
- the slats 5 are rotatably adjustable by means of a linkage which is driven by a servomotor 6.
- the type of arrangement of the slats and the linkage is known from German Offenlegungsschriften 36 38 614 and 36 38 616. Reference is made to these constructions.
- the motor 6, which adjusts the slats 5, is controlled by a control part 7, to which the motor 6 is electrically connected.
- the speed of the motor can be changed by an electrical device 8.
- the speed is specified in particular by a manual switch or another conventional actuator 9.
- the control part 7 includes both the target speed 11 of the motor 3, measured by a suitable sensor 10 or specified by the device 8, and the room temperature and blow-out temperature detected by the measuring devices 12, 13.
- a characteristic curve is provided for each speed of the motor 3, which is different from other characteristic curves, so that the fins 5 are adjustable not only according to the room temperature, but also according to the speed of the motor 3. Regardless of whether the speed is changed in steps or continuously, this change always corresponds to a characteristic curve, in particular one Characteristic family of curves or a range of characteristic curves, the position of the slats 5 changes in order to meet the specified comfort criteria regardless of the speed.
- FIG. 2 A modified exemplary embodiment is shown in FIG. 2, instead of the devices for speed detection, the pressure or a pressure difference is shown here by a pressure sensor 14 arranged between the heating register 4 and flaps or fins 5.
- This arrangement also makes it possible to take changes in the blow-out speed into account with changing speeds of the fan motor 3 by means of a control unit 7 and to adjust the flaps or fins 5 in accordance with a characteristic curve stored in the control unit.
- changing blowing speeds are now also possible, e.g. due to gradual contamination of the register 4 or possibly still existing air filter lead to a reduced pressure detected by the pressure sensor 14.
- Varying pressure losses in upstream air routing devices e.g. Mixed air devices, the amount of air conveyed and thus the blowing speed.
- Such influencing variables are thus automatically taken into account in the control of the flaps and lamellae 5 by the control part 7, in that a steeper flap angle is set at lower pressure and the air jet is steered downwards towards the hall or room floor.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Stellwinkels von Lamellen oder Klappen einer Luftleiteinrichtung für eine dezentrale, einen über einen Drehzahl verstellbaren Lüftermotor betriebenen Lüfter und eine Einrichtung zum Messen der Ausblastemperatur des Luftstroms im Bereich des Auslaß aufweisenden Belüftungsvorrichtung, insbesondere zum Beheizen oder Kühlen von Raumluft.
- Es ist bekannt, den Winkel von Klappen oder Lamellen eines Luftheizgerätes nach der Differenz zwischen Raumtemperatur und Ausblastemperatur zu regeln. Die Funktion dieser Regeleinrichtung ist ausreichend bei gleichbleibender Ausblasgeschwindigkeit bzw. unveränderlicher Lüfterdrehzahl. Wird aber die Drehzahl verändert, ändern sich die Volumenströme und damit auch die Ausblasgeschwindigkeit und die Eindringtiefe des Luftstrahls und die Regelvorrichtung stellt sich nicht mehr auf die unterschiedlichen Strömungsbedingungen innerhalb des Raumes ein. Es kommt zu unerwünschten Temperaturschichtungen und Zugerscheinungen.
- Aus der japanischen Patentanmeldung JP-A-57 179 531 ist eine Vorrichtung zur Belüftung von Räumen bekannt, bei der die Temperatur des Wärmetauschers und die Temperatur des aus der Vorrichtung ausgeblasenen Luftstromes erfaßt wird. Unter Berücksichtigung dieser Temperaturen wird bei der bekannten Vorrichtung ein Regelwert für die Drehzahlverstellung des Lüftermotors mit dem Ziel ermittelt, daß der aus der unter einer Raumdecke befestigten Vorrichtung austretende Luftstrom den Bodenbereich des belüfteten Raumes erreicht.
- Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß störende Temperaturschichtungen auftreten können, die zum einen eine unnötig hohe Energiezufuhr in den Raum zur Folge haben und zum anderen von den Personen im Aufenthaltsbereich als unangenehm empfunden werden. Zusätzlich kann es zu Störungen mit hohen Luftgeschwindigkeiten im Aufenthaltsbereich kommen, die von den Personen als Zugluft empfunden werden und ebenfalls das Wohlempfinden beeinträchtigen. Zugluft kann darüberhinaus bekanntermaßen zu gesundheitlichen Schäden führen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die gewünschten Luftdurchmischungen und Behaglichkeitskriterien auch bei unterschiedlichen Ausblasgeschwindigkeiten und Temperaturen beibehalten bleiben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl des Lüftermotors und zusätzlich neben der Ausblastemperatur der Belüftungsvorrichtung die Temperatur der Raumluft in dem Gelüfteten Raum erfaßt wird, eine Temperaturdifferenz aus der Temperatur der der Raumluft und der Ausblastemperatur gebildet wird und unter Berücksichtigung der Drehzahl und der Temperaturdifferenz ein Stellwert für den Stellwinkel der Lamellen oder Klappen bestimmt wird.
- Nach einer alternativen Ausführung der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die veränderliche Druckdifferenz innerhalb der Belüftungsvorrichtung und neben der Ausblastemperatur der Belüftungsvorrichtung die Temperatur der Raumluft in dem belüfteten Raum erfaßt wird, eine Temperaturdifferenz aus der die Temperatur der Raumluft und der Ausblastemperatur gebildet wird und unter Berücksichtigung der Druckdifferenz und der Temperaturdifferenz ein Stellwert für den Stellwinkel der Lamellen oder Klappen bestimmt wird.
- Damit kann die Vorrichtung auf die verschiedenen Ausblasgeschwindigkeiten eingehen, d.h. die Klappen bzw. Lamellen werden so verstellt, daß auch bei veränderter Ausblasgeschwindigkeit eine optimale Luftbewegung innerhalb des Raumes erzeugt wird. So können z.B. bei einer geringeren Ausblasgeschwindigkeit die Klappen oder Lamellen so gestellt werden, daß der Luftstrom steiler in den Raum gelangt und die gleiche Eindringtiefe erreicht wird, wie bei der höheren Ausblasgeschwindigkeit. Unabhängig davon, ob die Drehzahl des Lüfters stufenlos oder in Stufen verändert wird, stets wird die Luft so in den Raum geführt, daß die Behaglichkeits- und Energieeinsparungskriterien beibehalten werden, d.h. es entsteht weder Zug noch entstehen erhebliche Temperaturdifferenzen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
- Es zeigen
- Figur 1
- ein erste Ausführungsbeispiel und
- Figur 2
- ein zweites Ausführungsbeispiel.
- Das Gerät 1 zum Heizen, Kühlen und/oder Lüften eines Raumes weist einen Axiallüfter 2 auf, der von einem Elektromotor 3 angetrieben wird. Im Ausführungsbeispiel ist das Gerät 1 so unterhalb der Decke eines Raumes oder eine Halle montiert, daß der Lüfter 2 senkrecht nach unten bläst.
- Unterhalb des Lüfters 2 befindet sich ein Heizregister 4 zur Erwärmung der durchströmenden Luft. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch ein Kühlregister dort angeordnet sein. Unterhalb des Registers 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel mehrere die Luftströmung lenkende Klappen oder Lamellen 5 parallel zueinander und um jeweils eine Längsachse drehverstellbar befestigt. Die Lamellen 5 sind durch ein Gestänge drehverstellbar, das durch einen Stellmotor 6 angetrieben wird. Die Art der Anordnung der Lamellen und des Gestänges ist aus den Deutschen Offenlegungsschriften 36 38 614 und 36 38 616 bekannt. Es wird auf diese Konstruktionen Bezug genommen. Der Motor 6, der die Lamellen 5 verstellt, wird durch ein Regelteil 7 gesteuert, an das der Motor 6 elektrisch angeschlossen ist. Durch eine elektrische Vorrichtung 8 ist die Drehzahl des Motors veränderbar. Die Drehzahl wird insbesondere durch einen manuellen Schalter oder ein anderes übliches Stellorgan 9 vorgegeben. In das Regelteil 7 geht sowohl die durch einen geeigneten Sensor 10 gemessene oder durch die Vorrichtung 8 vorgegebene Solldrehzahl 11 des Motors 3 als auch die über die Meßgeräte 12, 13 erfaßte Raumtemperatur und Ausblastemperatur ein. Im Regelteil 7 ist für jede Drehzahl des Motors 3 eine Kennlinie vorgesehen, die von übrigen Kennlinien unterschiedlich ist, so daß nicht nur entsprechend der Raumtemperatur, sondern auch entsprechend der Drehzahl des Motors 3 die Lamellen 5 verstellbar sind. Gleichgültig, ob die Drehzahl in Stufen oder stufenlos verändert wird, stets wird durch diese Veränderung entsprechend einer Kennlinie, insbesondere einer Kennlinienschar oder eines Kennlinienbereichs, die Stellung der Lamellen 5 verändert, um die vorgegebenen Behaglichkeitskriterien unabhängig von der Drehzahl zu erfüllen.
- Ein modifiziertes Ausführungsbeispiel ist in Abbildung 2 dargestellt, statt der Vorrichtungen zur Drehzahlerfassung ist hier die Erfassung des Drucks bzw. einer Druckdifferenz durch ein zwischen Heizregister 4 und Klappen oder Lamellen 5 angeordneten Drucksensor 14 dargestellt. Diese Anordnung ermöglicht es ebenfalls, Änderungen der Ausblasgeschwindigkeit bei sich ändernden Drehzahlen des Lüftermotors 3 durch eine Regeleinheit 7 zu berücksichtigen und die Klappen oder Lamellen 5 entsprechend einer in der Regeleinheit hinterlegten Kennlinie zu verstellen. Hinzu kommt, daß jetzt gleichzeitig auch sich ändernde Ausblasgeschwindigkeiten z.B. infolge allmählicher Verschmutzung des Registers 4 oder eventuell noch vorhandener Luftfilter zu einem reduzierten, vom Drucksensor 14 erfaßten Druck führen. Desgleichen beeinflussen varriierende Druckverluste in vorgeschalteten Luftführungeinrichtungen, wie z.B. Mischlufteinrichtungen, die geförderte Luftmenge und damit die Ausblasgeschwindigkeit. Derartige Einflußgrößen werden somit automatisch bei der Steuerung der Klappen und Lamellen 5 durch das Regelteil 7 berücksichtigt, indem bei geringerem Druck ein steilerer Klappenwinkel eingestellt wird und der Luftstrahl steiler nach unten zum Hallen- oder Raumboden gelenkt wird.
Claims (9)
- Verfahren zum Steuern des Stellwinkels (φ) von Lamellen oder Klappen einer Luftleiteinrichtung für eine dezentrale, einen über einen Drehzahl verstellbaren Lüftermotor betriebenen Lüfter und eine Einrichtung zum Messen der Ausblastemperatur (TZ) des Luftstroms im Bereich des Auslaß aufweisenden Belüftungsvorrichtung, insbesondere zum Beheizen oder Kühlen von Raumluft, dadurch gekennzeichnet, daß- die Drehzahl (n) des Lüftermotors und zusätzlich neben der Ausblastemperatur (TZ) der Belüftungsvorrichtung die Temperatur (TR) der Raumluft in dem belüfteten Raum erfaßt wird,- eine Temperaturdifferenz (ΔT) aus der Temperatur (TR) der Raumluft und der Ausblastemperatur (TZ) gebildet wird und- unter Berücksichtigung der Drehzahl (n) und der Temperaturdifferenz (ΔT) ein Stellwert für den Stellwinkel (φ) der Lamellen oder Klappen bestimmt wird.
- Verfahren zum Steuern des Stellwinkels (φ) von Lamellen oder Klappen einer Luftleiteinrichtung für eine dezentrale, einen über eine Drehzahl verstellbaren Lüftermotor betriebenen Lüfter und eine Einrichtung zum Messen der Ausblastemperatur (TZ) des Luftstroms im Bereich des Auslaß aufweisenden Belüftungsvorrichtung, insbesondere zum Beheizen oder Kühlen von Raumluft, dadurch gekennzeichnet, daß- die veränderliche Druckdifferenz innerhalb der Belüftungsvorrichtung und neben der Ausblastemperatur (TZ) der Belüftungsvorrichtung die Temperatur (TR) der Raumluft in dem belüfteten Raum erfaßt wird,- eine Temperaturdifferenz (ΔT) aus der die Temperatur (TR) der Raumluft und der Ausblastemperatur (TZ) gebildet wird und- unter Berücksichtigung der Druckdifferenz und der Temperaturdifferenz (ΔT) ein Stellwert für den Stellwinkel (φ) der Lamellen oder Klappen bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl(n) des Lüftermotors meßtechnisch direkt durch mechanische, kapazitive, induktive oder optische Erfassungssysteme, ermittelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck zwischen Lüfter (2) und Luftleiteinrichtung gemessen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl(n) des Lüftermotors indirekt über die Erfassung eines Drehzahlstellsignals (ns) des Lüftermotors ermittelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter (2) zwei oder mehr Drehzahlen aufweist und daß für jede Drehzahl eine den Stellwinkel (φ) steuernde Kennlinie vorgesehen ist, die von den übrigen Kennlinien unterschiedlich ist.
- Verfahren nach Anspruch, 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl stufenlos veränderbar ist und die den Stellwinkel (φ) steuernde Kennlinie Teil einer Kennlinienschar oder eines Kennlinienbereichs ist.
- Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck stufenlos veränderbar ist und die den Stellwinkel (φ) steuernde Kennlinie Teil einer Kennlinienschar oder eines Kennlinienbereichs ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine indirekte Erfassung der Drehzahl(en) durch Abgreifen von Spannungen an einzelnen Wicklungen des Lüftermotors erfolgt.
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