DE1301454B - Room cooling unit - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Raumkühlgerät, das im wesentlichen aus einer Kühlvorrichtung mit Einrichtungen zum Vorbeiführen von Raumluft am wärmeabgebenden und am wärmeaufnehmenden Teil der Kühlvorrichtung besteht.The invention relates to a room cooling device, which consists essentially of a cooling device with devices for bypassing room air at the heat emitting and on the heat-absorbing part of the cooling device.
Vorrichtungen ähnlicher Art sind bereits bekannt. Sie sind in Form eines kastenförmigen Gerätes etwa nach Art eines Rundfunkempfängers ausgebildet und weisen eine relativ geringe Bauhöhe auf. Aus diesem Grund sind auch die Ein- und Auslaßöffnungen für die Kühlluft und die erwärmte Luft nahezu in der gleichen Ebene angeordnet.Devices of a similar type are already known. You are in shape a box-shaped device designed roughly in the manner of a radio receiver and have a relatively low overall height. For this reason, the in- and outlet openings for the cooling air and the heated air almost the same Arranged level.
Damit das Gerät einwandfrei kühlt, muß es mit dem Warmluftaustritt zum geöffneten Fenster hin angeordnet sein. Dabei ist ferner zu beachten, daß es dann, wenn eine intensive und sofortige Wirkung erforderlich ist, in einer solchen Höhe angeordnet werden muß, daß die austretende Kaltluft auf die zu kühlende Zone herabsinkt.In order for the device to cool properly, it must have the hot air outlet be arranged towards the open window. It should also be noted that it then, when an intense and immediate effect is required, in one Must be arranged height that the exiting cold air on the zone to be cooled descends.
Da die Vorschrift, das Gerät am Fenster aufzustellen, erhebliche Unbequemlichkeiten mit sich bringt, wird es meist auf dem Fensterbrett aufgestellt.Since the requirement to set up the device at the window, considerable inconvenience entails, it is usually placed on the window sill.
Der Austritt der Kühlluft ist dabei unter dem höchsten Punkt des zu kühlenden Objektes, beispielsweise einer von Personen gebildeten Sitzgruppe, angeordnet. Wenn sich die Kühlwirkung bis zum obersten Punkt fortsetzen soll, kann dies nur auf dem Weg der Wärmeleitung von unten nach oben erfolgen. Dies geschieht ohnehin schon sehr langsam, weil Luft ein schlechter Wärmeleiter ist, und ferner auch deshalb, weil die Transportrichtung der Wärme dem natürlichen, durch die Temperaturunterschiede und die dadurch verursachten Dichteunterschiede von oben nach unten verlaufenden Luftstrom entgegengesetzt gerichtet ist. Es ergibt sieh daher eine erhebliche Verzögerung zwischen dem Betriebsbeginn des Gerätes und dem Einsetzen einer spürbaren Kühlwirkung. Die dafür aufgewendeten Betriebskosten können auch später durch frühzeitiges Abstellen oder nachhaltigere Kühlwirkung nicht mehr wiedergewonnen werden und stellen einen reinen Verlust dar.The exit of the cooling air is below the highest point of the to cooling object, for example a group of seats formed by people, arranged. If the cooling effect is to continue up to the top point, this can only be done take place on the path of heat conduction from bottom to top. This is happening anyway very slowly, because air is a bad conductor of heat, and also because because the transport direction of the heat is natural, due to the temperature differences and the differences in density caused thereby running from top to bottom Air flow is directed in the opposite direction. There is therefore a considerable delay between the start of operation of the device and the onset of a noticeable cooling effect. The operating costs incurred for this can also be reduced later if the system is switched off early or a more sustainable cooling effect can no longer be regained and represent a pure loss.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten Gerätes ist, daß der Kaltluftstrom völlig ungezielt in , den Raum entlassen wird und je nach Situation erst ganz allmählich die Zone erreichen wird, in der er wirken soll.Another major disadvantage of the known device is that the flow of cold air into the room is completely untargeted and depending on the situation will only gradually reach the zone in which it is supposed to work.
Da der Kaltluftstrom zunächst nach unten absinkt, ist es nötig, zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Gerätes den Fußboden und die Wände der zu kühlenden Räume mit wärmedämmender Isolierung auszustatten.Since the cold air flow first drops down, it is necessary to Improving the efficiency of the device the floor and walls of the area to be cooled Equipping rooms with thermal insulation.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß ein Raumkühlgerät geschaffen wird, bei dem erfindungsgemäß die Auslässe für beide Luftströme derartig angeordnet und ausgebildet sind, daß die Kaltluft direkt über den zu kühlenden Raumbereich, die Warmluft aber gesondert in die obere Raumregion zum Zweck des c Abströmens nach außen gelangt.The purpose of the invention is to avoid these disadvantages by that a room cooling device is created in which the outlets according to the invention for both air streams are arranged and designed in such a way that the cold air directly via the room area to be cooled, but the warm air separately into the upper room region reaches the outside for the purpose of c outflow.
Dadurch wird der Standplatz des Gerätes vom Fenster unabhängig und kann in nächster Nähe des zu kühlenden Bereichs gewählt werden. Die Höhenveränderlichkeit ist nicht erforderlich, weil die Kalt- f Luft zum höchsten Punkt der zu kühlenden Zone gelangt. Die Wirkung setzt sofort und sehr intensiv ein und erfordert nur einen geringen Energieaufwand, weil die Kaltluft im Gerät aufsteigt und vom obersten Punkt der Kühlzone von selbst nach unten fällt und sich dabei mit der wärmeren Raumluft mischt.This means that the position of the device is independent of the window and can be selected in the immediate vicinity of the area to be cooled. The height variability is not necessary because the cold f air to the highest point of the to be cooled Zone. The effect is immediate and very intense and only requires one low energy consumption, because the cold air rises in the device and from the topmost point the cooling zone falls down by itself and thereby with the warmer room air mixes.
Die Durchmischung von austretender Warmluft und Kaltluft ist beseitigt, weil diese Luftmengen verschiedener Temperatur ihrem Standvermögen entsprechend übereinander gelagert werden. Dabei steigt die Warmluft, ihrem Dichtezustand entsprechend, nach oben, wo sie über thermostatisch gesteuerte Entlüftungsklappen mittels Ventilator oder ohne diesen ins Freie gelangt.The mixing of emerging warm air and cold air is eliminated, because these amounts of air at different temperatures correspond to their stability be stored on top of each other. The warm air rises, depending on its density, to the top, where they are ventilated via thermostatically controlled ventilation flaps or got outside without it.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal nach der Erfindung ist der Einlaß für die Kaltluft senkrecht unter ihrem Auslaß in Bodennähe des Raumes angeordnet.According to a further advantageous feature of the invention is the Inlet for the cold air arranged vertically below its outlet near the floor of the room.
Damit wird der Vorteil erreicht, daß die von oben austretende Kaltluft mit der unten eintretenden Luft einen etwa elliptischen Ringstrom bildet, der nur im Inneren des Gerätes eines geringen Antriebs durch einen Ventilator bedarf. Da Einlaß und Auslaß sehr weit entfernt voneinander angeordnet sind, ergibt sich auch eine entsprechend große Höhe der wirksamen Kühlzone. Die dadurch bedingte langgestreckte hohe Bahn ist aber nicht von Nachteil, denn sie ermöglicht in zweckmäßiger Weise, das Gerät ohne Verwendung überflüssiger Bauteile auf Rollen zu setzen und es dadurch leicht verschieblich auszustatten.This has the advantage that the cold air exiting from above forms an approximately elliptical ring flow with the air entering below, which only requires a small fan drive inside the device. There Inlet and outlet are arranged very far from each other, also results a correspondingly large height of the effective cooling zone. The elongated one caused by this high web is not a disadvantage, because it makes it possible, in a practical way, to to put the device on castors without the use of superfluous components and thereby easy to move.
Besonders zweckmäßig ist es, die Einlässe und Auslässe für die erzeugte Kaltluft und die als Nebenprodukt entstehende Warmluft 180° um die vertikale Achse des Gerätes gegeneinander zu versetzen.It is particularly useful, the inlets and outlets for the generated Cold air and the hot air produced as a by-product 180 ° around the vertical axis of the device against each other.
Auf diese Weise werden gegenseitige Störungseinflüsse der verschieden temperierten Luftströmungen in optimaler Weise vermieden.In this way, the mutual interference influences become different Tempered air currents avoided in an optimal way.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die im Gerät angeordnete Kühlvorrichtung im wesentlichen so ausgebildet, daß sie sich vertikal erstreckt, wobei am wärmeaufnehmenden und am wärmeabgebenden Teil der Vorrichtung Führungskanäle für die Luft entlanggeführt sind.According to a further advantageous feature of the invention, the im Device arranged cooling device essentially designed so that it is vertical extends, with the heat-absorbing and the heat-emitting part of the device Guide channels for the air are guided along.
Auf diese Weise wird eine besonders gute Anpassung der Geräteform an die Form des Kaltluftringstromes und dadurch auch bester Wirkungsgrad erreicht.In this way, a particularly good adaptation of the device shape to the shape of the cold air ring flow and thereby also the best efficiency.
Zur möglichen Verbesserung der ästhetischen Wirkung des Gerätes schlägt die Erfindung ferner vor, den wärmeabgebenden Teil und den wärmeaufnehmenden Teil der Vorrichtung zusammen mit ihren Luftkanälen in je einem für sich getrennten Teil anzuordnen, wobei die Teile jedoch zu einer Baueinheit vereinigt sind.Suggests to possible improvement of the aesthetic effect of the device the invention also provides the heat-emitting part and the heat-absorbing part the device together with its air ducts in a separate part to be arranged, but the parts are combined into one structural unit.
Zur Ausnutzung des Nachtstromes ist es vorteilhaft, im Kaltluftkanal als »Kältespeicher« einen mit Kühlrippen versehenen Wasser- oder Solebehälter anzuordnen, dessen innere Verdampfungsschlange Wasser oder eutektisches Eis bildet, sowie unterhalb des Behälters bewegliche Klappen, welche durch den Luftstrom des im Kanal befindlichen Ventilators geöffnet und bei dessen Stillstand geschlossen sind.In order to utilize the night current, it is advantageous to use the cold air duct to arrange a water or brine tank with cooling fins as a "cold storage", whose inner evaporation coil forms water or eutectic ice, as well as below of the container movable flaps, which by the air flow of the located in the duct The fan is open and closed when it comes to a standstill.
Selbstverständlich ist es möglich, für das Raumkühlgerät nach der Erfindung sämtliche Kühlvorrichtungen zu verwenden, insbesondere auch Thermokühlelemente, die nach dem Peltier-Prinzip arbeiten.Of course, it is possible for the room cooling unit after the Invention to use all cooling devices, in particular also thermal cooling elements, which work according to the Peltier principle.
Nachfolgend wird das Gerät nach der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Raumkühlgerät nach der Erfindung im Längsschnitt, F i g. 2 ein Raumkühlgerät nach der Erfindung in Ansicht zusammen mit der Kühlzone; F i g. 3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsformen des Raumkühlgerätes nach der Erfindung.The device according to the invention is described below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail with the help of schematic drawings. It shows F. i g. 1 shows a room cooling device according to the invention in longitudinal section, FIG. 2 a room cooling unit according to the invention in view together with the cooling zone; F i g. 3 to 5 show others Embodiments of the space cooling device according to the invention.
In den Figuren ist mit 1 und 2 der wärmeabgebende Teil der Kühlvorrichtung, beispielsweise Kompressor und Verflüssiger, bezeichnet. 3 ist der wärmeaufnehmende Teil, beispielsweise ein Verdampfer. 7 ist der Luftkanal für den mit dem Ventilator 4 angetriebenen wärmeaufnehmenden Luftstrom. Sein Eintritt in das Gerät erfolgt bei 5, sein Auslaß ist mit 6 bezeichnet.In the figures, the heat-emitting part of the cooling device is indicated with 1 and 2, for example compressor and condenser. 3 is the heat absorbing one Part, for example an evaporator. 7 is the air duct for the one with the fan 4 driven heat-absorbing airflow. His entry into the device occurs at 5, its outlet is denoted by 6.
Der Kaltluftkanal trägt das Bezugszeichen 8 und erstreckt sich über die ganze Höhe des Gerätes, nämlich vom Einlaß 9 an bis zum mit Leitklappen versehenen Auslaß 10. Mit 11 ist ein Ventilator bezeichnet, der bewirkt, daß der Luftstrom im Kanal 8 nach oben geleitet wird.The cold air duct bears the reference number 8 and extends over the entire height of the device, namely from the inlet 9 to the outlet 10 provided with guide flaps. 11 denotes a fan which causes the air flow in the duct 8 to be directed upwards.
In F i g. 2 sind die Luftmengen verschiedener Temperatur dargestellt. 20 ist die Kühlluft, 12 ist die dem Raumkühlgerät entströmende Warmluft. Der Auslaß 10 für die Kaltluft und der Auslaß 6 für die Warmluft sind so angeordnet und ausgebildet, daß die Luftmengen anfänglich ohne Berührungsmöglichkeit strömen, dann aber im Raum infolge ihrer Dichteunterschiede eine Durchmischung nicht möglich ist.In Fig. 2 shows the air volumes at different temperatures. 20 is the cooling air, 12 is the warm air flowing out of the room cooling device. The outlet 10 for the cold air and the outlet 6 for the warm air are arranged and designed so that that the air flows initially without contact, but then in the room mixing is not possible due to their density differences.
Bei dem Raumkühlgerät nach F i g. 3 sind die wärmeabgebenden Teile 1 und 2 der Kühlvorrichtung mit ihrem Luftführungskanal7 zusammen in einem Zweig 13 angeordnet, während der wärmeaufnehmende Teil mit seinem Luftführungskanal8 in einem Zweig 14 des Gerätes angeordnet ist. Beide Zweige 13 und 14 sind jedoch zu einem Gesamtgerät vereinigt.In the case of the room cooling device according to FIG. 3 are the heat-emitting parts 1 and 2 of the cooling device with its air duct 7 together in one branch 13, while the heat-absorbing part with its air duct 8 in a branch 14 of the device is arranged. Both branches 13 and 14 are, however, closed united in a complete device.
F i g. 4 stellt ein Raumkühlgerät dar, das nach dem Peltier-Prinzip mit Hilfe von Thermoelementen arbeitet. Luftführungskanäle sowie ihre Ein- und Auslaßöffnungen sind in gleicher Weise bezeichnet wie bei den F i g. 1 bis 3. Die Kühlvorrichtung dieses Gerätes besteht aus den elektrothermischen Kühlelementen 21, von denen jeweils die wärmeaufnehmenden Fahnen 15 in den Kaltluftkanal 8 und die wärmeabgebenden Fahnen 16 in den Warmluftkanal 7 hineinragen.F i g. 4 shows a room cooling device based on the Peltier principle works with the help of thermocouples. Air ducts and their inlet and outlet openings are designated in the same way as in FIGS. 1 to 3. The cooling device this device consists of the electrothermal cooling elements 21, each of which the heat-absorbing flags 15 in the cold air duct 8 and the heat-emitting flags 16 protrude into the warm air duct 7.
In F i g. 5 ist ein Teil des Kaltluftkanals eines anderen Ausführungsbeispiels des Raumkühlgerätes nach F i g. 4 dargestellt. Es sind dabei die gleichen Kühlelemente 21 verwendet. Hier ist aber zusätzlich im Kühlluftkanal 8 ein rohrförmiger Behälter 17 mit Kühlrippen 18 angeordnet, in dem sich Wasser oder eine eutektische Lösung befindet. Wird die Vorrichtung eingeschaltet, so wird dem im Behälter 17 angeordneten Kühlmittel Wärme entzogen. Nach Abschalten der Kühlvorrichtung kann das Kühlmittel in gleicher Weise wie die Kühlvorrichtung selbst zur Erzeugung eines den Kanal 8 durchsetzenden Kaltluftstromes verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, den billigen Nachtstrom für den Betrieb des Gerätes nach der Erfindung auszunützen. Dabei ist es zweckmäßig, während des Betriebes der Kühlvorrichtung den Kaltluftkanal8 abzuschließen, damit die Kühlwirkung nicht bereits während der Vorbereitungszeit eintritt. Dies geschieht auf einfachste Weise durch Anordnen einer durch den Windstrom gesteuerten doppelten Abschlußklappe 19, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie nur dann offen ist, wenn im Kanal 8 ein durch einen Ventilator angefachter Luftstrom herrscht. In F i g. 5 bezeichnet die gestrichelte Darstellung die Schließstellung der Klappen 19, während die ausgezogene Darstellung die Klappen in geöffneter Lage, also während der eigentlichen Raumkühlung, darstellt.In Fig. 5 is part of the cold air duct of another exemplary embodiment of the room cooling device according to FIG. 4 shown. The same cooling elements 21 are used here. Here, however, a tubular container 17 with cooling fins 18 is additionally arranged in the cooling air duct 8, in which there is water or a eutectic solution. When the device is switched on, heat is withdrawn from the coolant arranged in the container 17. After the cooling device has been switched off, the coolant can be used in the same way as the cooling device itself to generate a cold air flow passing through the duct 8. In this way it is possible to use the cheap night power for the operation of the device according to the invention. It is useful to close off the cold air duct 8 while the cooling device is in operation, so that the cooling effect does not occur during the preparation time. This is done in the simplest manner by arranging a double closing flap 19, controlled by the wind flow, which is designed and arranged in such a way that it is only open when there is an air flow fanned by a fan in the duct 8. In Fig. 5, the dashed illustration denotes the closed position of the flaps 19, while the solid illustration shows the flaps in the open position, that is, during the actual room cooling.
Selbstverständlich ist es in einfacher Weise möglich, sämtliche Funktionen sämtlicher Ausführungsformen des Raumkühlgerätes nach der Erfindung durch Thermostaten und Drosselklappen od. dgl. zu steuern.It is of course possible to use all functions in a simple manner all embodiments of the room cooling device according to the invention by thermostats and throttle valves or the like. To control.
Claims (6)
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