AT501773B1 - Belüftungsanlage für ein gebäude, insbesondere für einen stall - Google Patents

Description

2 AT 501 773 B1

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanlage für ein Gebäude, insbesondere für einen Stall, mit einer Luftführung für Zuluft, mit einer Luftführung für Abluft und mit einer Fördereinrichtung für die Luft, wobei der Luftführung ein Außenluftschacht, Strömungskanäle in Schotterbetten und wenigstens ein in das Gebäudeinnere führender Zuluftkanal zugehören und die Schotterbetten wahlweise mit Zuluft oder Abluft beaufschlagbar sind.

Mit derartigen bekannten Vorrichtungen (AT 387 089 B) kann die Wärmespeicherfähigkeit des Bodens zwecks einer Klimatisierung der in den Stall einströmenden Zuluft genutzt werden, wobei die Wärmekapazität des Boden durch oberhalb des Schotterbettes angeordneter Stallböden, Schwemmkanäle, Güllegruben od. dgl. noch erhöht werden kann. Die Strömungskanäle sind in einem Grobschotterbett od. dgl. ausgebildet, das eine luftdurchlässige Lage mit entsprechender Wärmespeicherkapazität bildet, die einerseits an einen Außenluftschacht angeschlossen ist und über wenigstens eine Ausströmöffnung mit dem Gebäudeinneren in Leitungsverbindung steht. Ein derartiges Schotterbett läßt sich praktisch ohne Mehraufwand im Zuge eines Gebäudebaus unter der Gebäudesohle, also vor dem Herstellen dieser Sohle einbringen und bietet durch die zwangsweise verbleibenden Hohlräume zwischen den einzelnen Steinen ein weit verzweigtes Strömungskanalnetz, das einen geringen Strömungswiderstand bei ausreichenden Zuluftmengen garantiert. Dabei weist das Schotterbett große Wärmetauscherflächen auf, die eine gute Wärmeübertragung zwischen Schotterbett und Zuluft gewährleisten, was eine besonders wirkungsvolle Klimatisierung der Zuluft mit sich bringt. Das Schotterbett ergibt somit eine hochwirksame Klimazone für die Zuluft, wobei sowohl im Boden als auch im Stallmist od. dgl. gespeicherte Wärmemengen optimal nutzbar gemacht werden können und es für die Strömungskanäle weder Verlegungsschwierigkeiten noch Beschädigungs- oder Verstopfungsgefahren gibt. Diese bekannte Stallbelüftungsanlage gestattet eine Klimatisierung der Zuluft über ein ganzes Jahr hinweg, wobei die Zuluft im Winter entsprechend vorgewärmt und im Sommer gekühlt wird. Dennoch hat es sich herausgestellt, daß im Winter, insbesondere bei geringer Stallbelegung, auf externe Heizquellen nicht verzichtet werden kann, um die Zuluft auf eine gewünschte angenehme Temperatur zu bringen.

Eine Steuereinrichtung für ein kombiniertes Zu- und Abluftgerät zum wechselweisen Verbinden einerseits der Abluftleitung des Lüftungsgerätes mit jeweils einer von zwei Außenluftleitungen sowie anderseits der Zuluftleitung des Lüftungsgerätes mit der jeweils andern Außenluftleitung, wobei die Außenluftleitungen Wärmespeicher aufweisen, ist aus der DE 36 02 120 A1 bekannt, zum schnellen und leichten Umschalten der Luftströme weist diese Vorrichtung zwei sich kreuzende Reihen von schwenkbaren Klappen auf, wobei die Klappen der einen Reihe die ihnen zugeordneten Durchtrittsöffnungen verschließen und jeweils die Klappen der anderen Reihe die ihnen zugeordneten Durchtrittsöffnungen freigeben. Eine ähnliche Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abluft von zwangsbelüfteten Gebäuden offenbart die DE 35 24 209 A1, bei der die Abluft durch ein stationäres, wärmespeicherndes Schüttbett geleitet wird, dem nach seiner Erwärmung anstelle der Abluft in entgegengesetzte Richtung Frischluft zugeführt wird. Mit diesen Vorrichtungen ist es allerdings erforderlich die Strömungsrichtung durch die Wärmetauscher bei einem Umschalten von einem Wärmespeicher auf den anderen umzukehren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Stallbelüftungsanlage der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch ihre hohe Leistungsfähigkeit auszeichnet, wobei auf eine zusätzliche Heizquelle zumindest weitestgehend verzichtet werden können soll und dennoch über das Jahresmittel eine ausreichende Klimatisierung eines Gebäudes gewährleistet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß wenigstens zwei stets mit gleicher Strömungsrichtung durchströmte Schotterbetten vorgesehen sind, die entweder wechselweise Strömungskanäle für die Zuluft und die Abluft oder gemeinsam Strömungskanäle für die Zuluft bzw. für die Abluft bilden, wobei die Strömungskanäle der Schotterbetten einerends jeweils über Ventile wahlweise in einen Frischluftschacht oder in das Gebäudeinnere und andernends jeweils über Ventile wahlweise in das Gebäudeinnere oder in einen Abluftschacht münden. 3 AT 501 773 B1

Als erfindungswesentlich ist somit anzusehen, daß die Zuluft zwecks Temperierung über wenigstens ein Schotterbett in das Gebäudeinnere geleitet und über das andere Schotterbett aus dem Gebäudeinneren in den Außenbereich des Gebäudes gefördert wird. Selbstverständlich umfaßt die Erfindung auch ein zweigeteiltes Schotterbett, also ein wenigstens zwei Strömungskanäle für die Luft ausbildendes Schotterbett. Dadurch ist es möglich, der aus dem Gebäude verfrachteten Abluft Abwärme in besonders einfacher Weise zu entziehen und in dem als Wärmespeicher wirkenden zweiten Schotterbett zwischenzuspeichern. Die beiden Schotterbetten werden wechselweise von Zu- und Abluft durchströmt, wodurch, insbesondere während der kalten Jahreszeiten die in der Abluft (mit einer Temperatur von durchwegs >20°C) gespeicherte Wärmeenergie durch Zwischenspeicherung in einem der beiden Schotterbetten genutzt werden kann, um die kalte Zuluft zu einem späteren Zeitpunkt über eben dieses Schotterbett wieder vorzuwärmen. Die Schotterbetten vereinen somit die Funktion eines Wärmetauschers und eines Wärmespeichers. Die große Oberfläche der als Wärmespeicher dienenden Schotterbetten ist hiezu überaus dienlich. Durch diese Maßnahme kann auf externe Heizquellen im wesentlichen verzichtet werden, so daß mit der Erfindung eine erhebliche Energieeinsparung erzielt werden kann. Lediglich bei extremer Kälte kann es erforderlich sein die Zuluft zusätzlich über eine externe Heizquelle zu leiten. Während der warmen Jahreszeit kann die Zuluft in bekannter Weise über beide Schotterbetten geleitet und dadurch abgekühlt in das Gebäudeinnere geleitet werden. Die Schotterbetten sind somit in Abhängigkeit von der gewünschten Innentemperatur, der jeweiligen Außentemperatur und der in den Schotterbetten vorherrschenden Temperatur wahlweise in Reihe oder parallel geschaltet bzw. werden in der bekannten Weise einzeln genutzt.

Um die gewünschte Verschaltung der Schotterbetten in einfacher Weise vornehmen zu können bzw. um die beiden Schotterbetten wechselweise mit Zu- und Abluft in besonders vorteilhafter Weise durchströmen lassen zu können, münden die Strömungskanäle der Schotterbetten über Ventile, insbesondere Klappenventile, einerends je wahlweise in einen Frischluftschacht oder in das Gebäudeinnere und andernends je wahlweise in das Gebäudeinnere oder in einen Abluftschacht. Damit wird es möglich, die Schotterbetten mit stets gleichbleibender Durchströmungsrichtung mit Luft zu beaufschlagen. Die Luft strömt somit entweder aus dem Außenbereich oder aus dem Gebäudeinneren durch die Strömungskanäle der Schotterbetten wahlweise in das Gebäudeinnere oder in einen Abluftschacht.

Eine besonders gute Durchlüftung des Gebäudes ergibt sich, wenn die Luftführung für die Zuluft im Bereich der Decke und die Luftführung für die Abluft im Bereich des Bodens in das Gebäudeinnere des zu lüftenden Gebäuderaumes ausmündet, da somit ein Aufwirbeln von Schmutz vermieden wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Fördereinrichtung in einem als Abluftschacht ausgebildeten Außenluftschacht anzuordnen, der zu Wartungszwecken einfach zugänglich ist und nur eine geringe Lärmbelästigung verursacht.

Erstrecken sich die Schotterbetten je über wenigstens einen Teil des Gebäudebodens und sind diese unterhalb von Tierständen angeordnet, so kann die Wärmeenergie von in Schwemmkanälen bzw. Güllekanälen gesammeltem Mist für eine Klimatisierung der Zuluft bestmöglich genutzt werden. Ist Kühlluft, insbesondere während der Sommermonate, wichtiger als die Nutzung von Abwärme, können die Schotterbetten auch neben dem Stallgebäude vorgesehen werden.

Zusätzlich können im Bereich der Strömungseinrichtung eine Berieselungsanlage zur Kühlung bzw. zur Feuchtigkeitsregulierung der Luft und/oder eine Filteranlage, insbesondere eine Biofilteranlage, zur Reinigung der. Luft angeordnet sein, um eine Geruchsbelästigung zu vermeiden. Ebenso können Mikroorganismen eingesetzt werden.

Zum Belüften eines Gebäudes, insbesondere eines Stalles, kann die in das Gebäude zu leiten- 4 AT 501 773 B1 de Zuluft über einen Wärmespeicher in der Form eines Schotterbettes geleitet werden. Um den Energiebedarf zum Aufheizen der Frischluft, insbesondere in der kalten Jahreszeit, zu vermindern und in der warmen Jahreszeit dennoch mit einfachen Mitteln eine Klimatisierung des Gebäudes erzielen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Abluft ebenfalls über einen Wärmespeicher in der Form eines Schotterbettes geleitet wird, wobei die beiden Wärmespeicher in Abhängigkeit von den in den Wärmespeichern vorherrschenden Temperaturen und der gewünschten Gebäudeinnentemperatur wechselweise von Zuluft und Abluft durchströmt werden. Die beiden Schotterbetten sind also in Serie geschaltet und die Luft wird zwecks Erwärmung über ein Schotterbett geleitet, durch das Gebäudeinnere geführt und über das andere Schotterbett unter Abgabe von Wärmeenergie aus dem Gebäude abgeleitet.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Gebäude im Querschnitt nach der Linie 1-1 aus Fig. 4,

Fig. 2 das Gebäude im Querschnitt nach der Linie 11-11 aus Fig. 4,

Fig. 3 das Gebäude im Querschnitt nach der Linie lll-lll aus 114 und

Fig. 4 das Gebäude aus Fig. 3 in Draufsicht und im Schnitt nach der Linie IV-IV.

In einem Stall 1 sind Viehstände 2 eingerichtet, die oberhalb mit Spaltböden 3 abgedeckter Schwemmkanäle 4 angeordnet sind. Zur Stallbelüftung sind eine Luftführung für Zuluft, eine Luftführung für Abluft und eine Fördereinrichtung für die Luft, eine aus einem oder mehreren Ventilatoren 5 bestehende Absaugeinrichtung, vorgesehen, mit der die Luft durch den Stall 1 und einen Abluftschacht 6 aus dem Stall 1 gefördert wird. Bei entsprechender Dimensionierung der Luftkanäle kann bei Nutzung natürlicher Kaminwirkung gegebenenfalls auch auf Ventilatoren verzichtet werden.

Gemäß der Erfindung sind zwei Schotterbetten 7, 8 vorgesehen, die je Strömungskanäle für die Luftführungen für Zuluft und Abluft ausbilden, sowie je einerends in einen Frischluftschacht 9 oder über einen Schacht 10 ins Gebäudeinnere und andernends wahlweise über einen Schacht 11 ins Gebäudeinnere oder in einen Abluftschacht 6 münden. Die zwei stets mit gleicher Strömungsrichtung durchströmten Schotterbetten 7, 8 bilden Strömungskanäle aus, die wechselweise der Luftführung für Zuluft oder der Luftführung für Abluft oder gemeinsame Strömungskanäle für die Zuluft bzw. die Abluft bilden. Die Luftführung leitet die Zuluft im Bereich der Decke, insbesondere über eine Porendecke 12 od. dgl., in das Gebäudeinnere und saugt die Abluft im Bereich des Bodens des zu lüftenden Gebäuderaumes über Abluftkanäle 13 ab.

Frischluft wird somit von außerhalb des Gebäudes 1 bei geöffnetem Ventil 14 über den Frischluftschacht 9 durch das Schotterbett 7 geleitet, wo es temperiert wird und von wo es anschließend über das Ventil 15, den Frischluftkanal 11 und die Porendecke 12 in das Gebäudeinnere strömt (Fig. 1). Die Abluft wird gleichermaßen über die Abluftkanäle 13 und den Schacht 10 über das geöffnete Ventil 16 durch die Strömungskanäle des Schotterbettes 8 geleitet, wo der Abluft Wärme entzogen wird, wonach die Abluft über das Ventil 17 und den Abluftkanal 6 ins Freie geleitet wird (Fig. 2).

Um die Temperatur im Gebäudeinneren während der kalten Jahreszeit auf ein gewünschtes Maß einstellen zu können, werden die beiden Schotterbetten 7, 8 wechselweise, von Zu- und Abluft durchströmt, wodurch der Stall im wesentlichen mit Hilfe der Abwärme der darin befindlichen Tiere oder Personen und der Erdwärme auf Temperatur gehalten werden kann. Lediglich bei extremer Kälte kann es erforderlich sein, die Zuluft zusätzlich über eine externe Heizquelle zu leiten. Selbstverständlich kann die vorgewärmte Luft zusätzlich mit nicht vorgewärmter. Außenluft vermischt bzw. ein Teil davon anderweitig genutzt werden, um die Temperatur der Luft exakt dosieren zu können. Die Steuerung der Zuteilung der einzelnen Schotterbetten 7, 8 zur Luftführung für die Zuluft oder für die Abluft erfolgt mit Hilfe der Ventile 14, 15, 16 und 17 und der Ventilatoren 5.

Claims (5)

1. 5 AT 501 773 B1 Während der wärmeren Jahreszeit kann die Zuluft durch geeignete Ansteuerung der Ventile 14 bis 17 über eines der beiden oder beide Schotterbetten 7, 8 abgekühlt werden, wozu die Frischluft gegebenenfalls über die parallel geschalteten Schotterbetten geleitet werden kann, wonach die Abluft aus dem Gebäudeinneren direkt, aus dem Stall 1 abgeleitet wird. Weiters kann im Bereich der Schotterbetten 7, 8 bzw. der Strömungskanäle eine Berieselungsanlage zur Kühlung und/oder zur Feuchtigkeitsregulierung bzw. zur Luftreinigung durch Einsatz von Mikroorganismen vorgesehen sein. Zudem besteht die Möglichkeit Filter, insbesondere auch Biofilter od. dgl., zur Reinigung der Luft in diesem Bereich anzuordnen. Besonders vorteilhafte Energieverhältnisse ergeben sich, wenn die erfindungsgemäße Belüftungsanlage zusammen mit einer Wärmepumpe zum Einsatz kommt. Patentansprüche: 1. Belüftungsanlage für ein Gebäude, insbesondere für einen Stall, mit einer Luftführung für Zuluft, mit einer Luftführung für Abluft und mit einer Fördereinrichtung für die Luft, wobei der Luftführung ein Außenluftschacht, Strömungskanäle in Schotterbetten und wenigstens ein in das Gebäudeinnere führender Zuluftkanal zugehören und die Schotterbetten wahlweise mit Zuluft oder Abluft beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei stets mit gleicher Strömungsrichtung durchströmte Schotterbetten (7, 8) vorgesehen sind, die entweder wechselweise Strömungskanäle für die Zuluft und die Abluft oder gemeinsam Strömungskanäle für die Zuluft bzw. für die Abluft bilden, wobei die Strömungskanäle der Schotterbetten (7, 8) einerends jeweils über Ventile (14, 16) wahlweise in einen Frischluftschacht (9) oder in das Gebäudeinnere und andernends jeweils über Ventile (15, 17) wahlweise in das Gebäudeinnere oder in einen Abluftschacht (6) münden.
2. 2. Belüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung für die Zuluft im Bereich der Decke und die Luftführung für die Abluft im Bereich des Bodens in das Gebäudeinnere des zu lüftenden Gebäuderaumes ausmündet.
3. 3. Belüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung in einem als Abluftschacht (6) ausgebildeten Außenluftschacht angeordnet ist.
4. 4. Belüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schotterbetten (7, 8) je über wenigstens einen Teil des Gehäusebodens erstrecken und unterhalb von Tierständen (2) angeordnet sind.
5. 5. Belüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Strömungseinrichtung eine Berieselungsanlage zur Kühlung bzw. zur Feuchtigkeitsregulierung und/oder Filter zur Reinigung der Luft angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen