CH693997A5

CH693997A5 - Ventilation circuit for dwelling has ventilator with air inlets each having casing for heat exchanger connected to hydraulic energy distributor

Info

Publication number: CH693997A5
Application number: CH02001/99A
Authority: CH
Inventors: Robert Schmidlin; Hansjuerg Leibundgut; Andreas Schlegel
Original assignee: Avenco Ag
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2004-05-28

Abstract

The ventilation circuit for a dwelling has a ventilator for producing an underpressure in the building interior and one or more air inlets spaced from the outlets. The air inlets each have a casing (1) with a heat exchanger (5) connected by a coupling duct (6) to a hydraulic power distributor (18) of the building. The inlet box internal air guide duct (2) has a closure (4) operated by a frost protection system. Claims include a method of ventilating a building using the circuit.

Description

       

  



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüftungssystem, eine Zuluftbox  sowie ein Verfahren zur Luftversorgung gemäss den Oberbegriffen der  Patentansprüche 1, 7 und 10. 



   Moderne Gebäude, insbesondere Wohn- und Bürobauten, werden heute  auf Grund gesetzlicher Bestimmungen und auf Grund physiologischer  Erkenntnisse mit hohen termischen und akustischen Dämmwerten gebaut.  In der Folge wird jedoch eine Fassadendichtheit und entsprechende  Luftqualität bewirkt, die neue Probleme aufwirft, wie Feuchtigkeitsschäden,  mangelnde Frischluftzufuhr, Akkumulation von Schadstoffen etc. 



   Im einfachsten Fall können diese Probleme durch manuelles Lüften,  z.B. Öffnen von Fenstern, gemildert werden. Lüftungs-Wärmeverluste  betragen aber oftmals 40-50% der Wärmebilanz von Wohnbauten, sodass  der Nutzen der thermischen Dämmung mindestens teilweise wieder verloren  geht. In vielen Fällen führt manuelles Lüften ausserdem zu akustischen  Beeinträchtigungen und ungewolltem Luftzug. Mittels einfacher Massnahmen  versuchte man Abhilfe zu schaffen, indem z.B. einfache Öffnungen  im Bereich von Fenstern, z.B. Lüftungsschlitze im Fensterrahmen,  angebracht wurden. Solche einfache Lösungen bringen aber ungenügende  Resultate, da Verschmutzungsgefahr, ungenügende Wärmedämmung, fehlende  Kontrolle bei Temperaturdifferenzen von Aussen- und Innenluft,    konstruktive Probleme usw., deren Einsatz nur sehr beschränkt zulassen.

    Einzelne Verbesserungslösungen, wie z.B. gemäss EP 942 143, können  diese Nachteile teilweise mindern, erfordern aber aktive Elemente  und komplizierte Spezialkonstruktionen und sind dann ungenügend,  wenn für mehrere grössere Räume je eine Luftzufuhr von 20 und mehr  Kubikmetern pro Stunde gewünscht werden. 



   Es sind zudem Kleingeräte, wie z.B. in EP 890 802 beschrieben, bekannt,  welche Zu- und Abluftöffnungen enthalten und im Fenster- oder Wandbereich  installiert werden können. Diese Kleingeräte dienen der Lüftung von  Einzelräumen und bewirken keine Gesamtlösung. Systembedingt ist der  Zuluftauslass sehr nahe neben der Abluftansaugung positioniert. Mit  dieser Anordnung ist eine gute Verdrängungs- oder Quell-Lüftung im  Raum nicht zu gewährleisten und es entstehen strömungstechnische  Kurzschlüsse, die den Nutzen solcher Geräte einschränken. 



   Aus dem Stand der Technik sind ausserdem verschiedene Lüftungssysteme  für die kontrollierte Wohnungslüftung bekannt, die eine Gesamtlösung  mit zentralen Lüftungsschächten bezwecken. Verbreitet sind Systeme  mit einer zentralen Abluftfassung, typischerweise in den Nasszellen  (Bad, Küche etc.), die Luft ansaugt. Die Zuluft kann bei solchen  Systemen passiv, d.h. auf Grund des durch die Entlüftungsanlage bewirkten  Unterdrucks, oder aktiv, z.B. mittels Ventilatoren, zugeführt werden.  Dies führt dazu, dass die Zuluft meist ungereinigt eintritt. Die  durch die Entlüftungsanlage abgesaugte Abluft wird in der Regel nicht  direkt ins Freie befördert, sondern vorab zu einem zentralen Luftaufbereitungsgerät    geführt. Dort wird der Abluft mittels eines Wärmetauschers Energie  entzogen und diese der frisch zuzuführenden Zuluft zugeführt.

   Entsprechend  ist auch eine zentrale Zuluftanlage erforderlich. Entsprechende Anlagen  weisen meist eine mangelnde Vorkonditionierung auf. 



   Eine solche Zuluftanlage ist z.B. aus DE 4 418 636 bekannt. Die einzelnen  Zuluftleitungen der verschiedenen Wohnräume sind mit einer gemeinsamen  Hauptleitung verbunden, welche mindestens eine Ansaugöffnung für  die Aussenluft aufweist. Die Luftverteilung im Gebäude erfolgt über  ein aufwändiges Kanal- und Regelklappen-System in die einzelnen Wohnräume.  Da der Raum für eine optimale Zuluftverteilung im Wohnungsbau sehr  begrenzt ist, werden häufig Kompromisse eingegangen. Oft werden die  Zuluftauslässe vom Korridor her erschlossen und befinden sich damit  in Türnähe. Die Türöffnungen ihrerseits sind aber in der Regel die  Luftauslässe, sodass auch hier strömungstechnische Kurzschlüsse entstehen.

    Auf Grund der Tatsache, dass eine raumspezifische Einstellung der  Lüftungsparameter bei solchen Systemen sehr aufwändig und teuer wäre,  wird darauf in aller Regel verzichtet, sodass der Bewohner allenfalls  die Zuluftmenge, nicht jedoch Temperatur oder andere Parameter, raumspezifisch  beeinflussen kann. 



   Aus DE 4 032 552 ist eine Belüftungsanordnung für Gebäude bekannt,  welche mittels aktiven Elementen, namentlich Ventilatoren, entweder  durch eine zentrale Frischluftzufuhr Frischluft in das Gebäudeinnere  fördert, sodass durch den entstehenden Überdruck erwärmte Abluft  aus dem Gebäudeinnern durch geplante Öffnungen herausgedrückt wird,  oder indem durch ein zentrales Abluftsystem im Gebäudeinnern ein  Unterdruck bewirkt    wird, sodass Frischluft durch geplante Lüftungsschlitze,  Spalten oder dergleichen in das Gebäude strömt und die verbrauchte  Luft ersetzt. Ziel jener Erfindung ist eine Lösung zur Alljahresbelüftung  zu schaffen, welche ein gesundes Raumklima schaffen soll.

   Diese Belüftungsanordnung  wälzt jedoch im Wesentlichen nur Luft um und besitzt dadurch den  Nachteil, dass vor allem zuströmende Kaltluft zu unerwünschten Zug-luft-erscheinungen  und einer Abkühlung von Bauteilen im Gebäude führt und die Wohnbehaglichkeit  durch entsprechende Temperaturdifferenzen und Luftzug negativ beeinträchtigt  ist. Unkontrollierte Durchmischung führt zu einer ungünstigen Luftschichtung  im Innern. Kalte Luft sammelt sich am Boden und verdrängt warme Luft  in höhere Regionen, was sich negativ auf den Verbrauch an Heizenergie  auswirkt. 



   Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lüftungssystem, eine  Luftbox und ein Verfahren zu schaffen, welche eine Gesamtlösung mit  hohem physiologischem Komfort für Gebäude, insbesondere für Wohn-  und Bürobauten bietet, wobei aufwändige Kanalsysteme für die Zuluftanlage  vermieden und eine raumspezifische Steuerung der Lüftungsparameter  ermöglicht wird. Aktive Elemente sollen für die Zuluftanlage nicht  zwingend erforderlich sein, aber optional eingesetzt werden können.                                                            



   Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung  gelöst. 



   Die Erfindungsidee geht davon aus, dass strömungstechnische Kurzschlüsse  zwischen Zuluft- und Abluftöffnungen vermieden werden sollen und  dass jeder zu lüftende Raum   bereich eine Steuerung der Luftmenge  und -wärme, bei Bedarf auch weiterer Parameter, zulässt Dies wird  erreicht mittels vorzugsweise passiven Zuluftboxen, welche dezentral  im Gebäude angeordnet werden. Der Aufbau dieser Zuluftboxen in Kombination  mit deren erfindungsgemässen Zusammenwirken mit einem aktiven Abluftsystem  ermöglicht eine Gebäudelüftung mit hohem Wohnkomfort bei geringem  Energiebedarf. Im Unterschied zu herkömmlichen Lüftungssystemen werden  Zu- und Abluft-System gezielt entkoppelt, sodass eine grosser Spielraum  hinsichtlich der Lüftungsplanung und -architektur erreicht wird.

    Dennoch kann die Abluftwärme rekuperiert oder regeneriert werden,  indem die entsprechende Energie über Wärmepumpen oder entsprechende  System z.B. der Gebäudeheizung oder der Warmwasseraufbereitung zugeführt  wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen besteht ein massgeblicher  Vorteil darin, dass für jeden Raumbereich individuelle Einstellungen  vorgegeben werden können. Die gewünschte Erwärmung oder Kühlung der  Frischluft wird vorzugsweise über eine direkte oder indirekte Kopplung  mit einem hydraulischen Energieverteilungssystem, z.B. Bodenheizung,  des Gebäudes erreicht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht  auch darin, dass bestehende Bauten vergleichsweise einfach nachrüstbar  sind, ohne dass aufwändige bauliche Massnahmen erforderlich werden.  Platzverschwendende Lüftungsschächte sind weit gehend nicht erforderlich.

    Dies bildet insbesondere auch dann einen Vorteil, wenn nur einzelne,  entfernt voneinander liegende Raumbereiche eines Gebäudes durch das  Lüftungssystem konditioniert werden sollen. 



   Die in Räumen installierten Zuluftboxen bilden Bereiche für eine  konditionierte Luftzufuhr vom Gebäudeäussern ins Gebäudeinneren.  Ein Luftaustausch durch ungewollte Öffnungen    ist zu vermeiden.  Unkontrollierte Zugluft kann in Kombination mit der Anordnung der  Zuluftboxen vermieden werden und die Konditionierung der eintretenden  Luft gezielt gesteuert und überwacht werden. Im Unterschied zu den  heute üblichen Lüftungsvarianten wird die eintretende Luft somit  dezentral in einzelnen Räumen den Bedürfnissen angepasst. Durch in  die Zuluftbox integrierte Mittel wird die Luft von Pollen, Russ und  unangenehmen Geruchsstoffen befreit. Bei niederer Luftfeuchtigkeit  kann optional eine Be- oder Entfeuchtung erfolgen. Das Innere der  Zuluftbox ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass es schalldämmend  wirkt. 



   Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Zuluftboxen  aus bakteriologischer und hygienischer Hinsicht gegenüber einem zentralen  Zuluftkanalsystem Vorteile bietet. Gesundheitsbedenkliche Ablagerungen,  wie diese im Laufe der Zeit bei Kanalsystemen auftreten, können auf  Grund der erfindungsgemässen Konzeption der Luftboxen und des Lüftungssystems  weit gehend vermieden werden. Zudem können die Luftboxen auf Grund  ihrer Wartungsfreundlichkeit in einfacher Weise gereinigt bzw. gewartet  werden. 



   Unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren soll die Erfindung anhand  von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es zeigen:      Fig. 1 ein Gebäude mit mehreren Raumbereichen und einem erfindungsgemässen  Lüftungssystem     Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Luftbox  gemäss der Erfindung in perspektivischer Ansicht       Fig. 3 eine  erfindungsgemässe Luftbox im Querschnitt     Fig. 4 ein Diagramm  über das erfindungsgemässe Verfahren  



   Fig. 1 zeigt eine räumliche Schnittdarstellung durch ein Gebäude  11. Zu erkennen sind vier Räume 14.1-14.4, die hier über Türöffnungen  13.1-13.4 miteinander verbunden sind. Die Türöffnungen bilden für  die betroffenen Räume je die zugehörige Abluftöffnung. In zwei dieser  Räume 14.1, 14.2 sind hier je eine Zuluftbox 1.1 und 1.2 im Bereich  der Fassade angebracht. Vorzugsweise werden die Zuluftboxen 1.1,  1.2 vollständig im Baukörper integriert, d.h. dass grundsätzlich  keine Teile frei in das Rauminnere vorstehen. Eine Mehrzahl von Fensteröffnungen  sind mit Fenstern (nicht näher dargestellt) dichtend verschlossen.  In einem der Räume 14.4, vorzugsweise einer Nasszelle (Bad, WC),  befindet sich ein Abluftauslass 19, der das Innere des Raumes 14.4  mit einem zentralen Abluftkanal 20 verbindet.

   Der Abluftkanal 20  ist Teil einer zentralen, aktiven Abluftanlage, die hier nicht näher  dargestellt ist, welche die Abluft durch den Abluftkanal 20 über  den Abluftauslass 19 ansaugt und in Richtung des Pfeiles A abführt.  Im Gebäudeinnern entsteht entsprechend ein kontrollierter Unterdruck,  der sich gezielt auf die Räume 14.1-14.4 auswirkt, sodass sich ein  Druckgradient und entsprechend eine gewünschte Luftströmung aufbaut.  Die Luftströmung in Richtung des Abluftauslasses 19 ist schematisch  durch Pfeile 35 verdeutlicht. Die Pfeile 35 führen von den Zuluftboxen  1.1, 1.2 zum Abluftauslass 19. Auf Grund der erfindungsgemässen Entkoppelung  der Zu- und Abluftöffnung können die Luftboxen 1 so platziert werden,  dass eine gezielte Luftströmung und dadurch ein Lüftungsgesamtsystem  bewirkt wird.

   Die passiven Zuluftboxen 1.1, 1.2, welche dezentral  im Bereich der Aussenfassade am Gebäude 11 an   geordnet sind, ermöglichen  eine raumgerechte und individuelle Konditionierung der angesogenen  Zuluft. Im vorliegenden Beispiel sind die Luftboxen 1.1, 1.2 in die  Aussenfassade integriert. Die Erfindung ermöglicht es jedoch ohne  weiteres, einzelne dieser Luftboxen in den Boden oder auch in die  Decke einzulegen und nur eine mit diesen verbundene Zuluftöffnung  ins Freie zu führen. 



   Der Aufbau der Luftboxen 1.1, 1.2 in Kombination mit deren erfindungsgemässen  Zusammenwirken mit einem aktiven Abluftsystem ermöglicht eine Gebäudelüftung  mit hohem Wohnkomfort bei geringem Konstruktions- und trotzdem niederen  Energiebedarf. Im Unterschied zu herkömmlichen Lüftungssystemen besteht  ein grosser Spielraum hinsichtlich der Anordnung der Zuluftboxen  1.1, 1.2, da keine zusätzliche Schachtsysteme und andere raumintensive  Installationen erforderlich sind. Die Zuluftboxen 1.1, 1.2 sind mit  einem hydraulischen Energieverteilungssystem, vorzugsweise einer  herkömmlichen Bodenheizung 18, verbunden. Dies ermöglicht es, dass  die einströmende Luft vorgewärmt oder gekühlt und konditioniert in  den gewünschten Raumbereich eingebracht wird und dort die alte Raumluft  ersetzt.

   Durch die Anordnung der Zuluftboxen 1.1, 1.2 und Nutzung  des hydraulischen Energieverteilungssystems wird eine gleichmässige,  physiologisch optimale Konditionierung der Räume erreicht 



   Durch die gezielte Anordnung der Abluftöffnungen 13.1-13.4, entfernt  von den Zuluftöffnungen, wird erreicht, dass in Richtung des Abluftauslasses  19 eine kontrollierte Metaströmung bewirkt wird, die einen langsamen,  kontinuierlichen und physiologisch optimalen    Luftaustausch in  den gewünschten Raumbereichen erzeugt. Störende (Zug-)Luftströmungen  sowie eingeschränkte Regelbarkeit, wie sie aus dem Stand der Technik,  insbesondere bei aktiver (Zwangs-)Belüftung bekannt sind, können  weit gehend vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung  zeigt sich darin, dass die Zuluftboxen 1.1, 1.2 auf Grund der Vermeidung  von Zuluftkanälen fast beliebig angeordnet werden können und dadurch  der Luftaustausch optimiert werden kann, was über die Anordnung der  Abluftöffnungen, insbesondere des Abluftauslasses 19, zudem unterstützt  werden kann. 



   Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Zuluftbox 1 für  den Einbau in die Aussenfassade in einer Schnittdarstellung. Zu erkennen  ist ein Gehäuse 26, das im Innern einen mäanderförmigen Luftführungskanal  2 aufweist. Die Zuluft tritt auf Grund der in Richtung des Gebäudeinneren,  auf Grund des aktiven Abluftsystems, bewirkten Druckgradients durch  eine Lufteintrittsöffnung 24 in die Zuluftbox 1 ein und verlässt  diese durch eine Luftaustrittsöffnung 25, nach einem mäanderförmigen,  hier durch Pfeile angedeuteten Durchlauf. Ein Wärmetauscherelement  5 ist im Inneren der Luftbox 1 so angeordnet, dass der Luftführungskanal  in einen ersten Mäander 8.1 und einen zweiten Mäander 8.2 aufgeteilt  wird. Dadurch wird ein äusserst kompakter Aufbau der Zuluftbox 1  gewährleistet und eine optimierte Schall- und Wärmedämmung erreicht.

    Das Wärmetauscherelement 5 ist über Anschlussleitungen 7 mit dem  hydraulischen Energieverteilungssystem verbunden. Die temperaturmässige  Konditionierung der Zuluft wird über ein vorzugsweise in die Zuluftbox  integriertes Regelelement (hier nicht näher dargestellt), z.B. ein  herkömmliches Thermostatventil, beeinflusst. 



     In besonderen Ausführungsformen kann ein Einfrieren des Wärmetauschers  durch eine indirekte Koppelung mit dem hydraulischen Energieverteilungssystem  vermieden werden. Die Erfindung umfasst auch Lösungen, bei denen  das hydraulische Energieverteilungssystem mindestens bereichsweise  als elektrische Heizung ausgestaltet ist 



   Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zuluftbox 1 im  Querschnitt. Das Gehäuse 26 ist als Metallgehäuse ausgebildet und  besitzt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Innenseite  des Gehäuses ist mit einem Isolationsmaterial 27 ausgekleidet, welches  die Wärme und Schallisolierung der Luftbox optimiert. Ein Zuluftkanal  9 verbindet eine Lufteintrittsöffnung der Luftbox mit der Aussenseite  des Gebäudes und ermöglicht die Frischluftzufuhr. Ähnlich wie bei  dem Ausführungsbeispielgemäss Fig. 2 ist ein mäanderförmiger Luftführungskanal  2 in der Luftbox 1 vorgesehen. Die Frischluft wird dabei von unten  nach oben durch einen ersten Mäander 8.1 über einen Luftfilter 22  zu einem Wärmetauscherelement 5 geführt und über einen zweiten Mäander  8.2 in das Gebäudeinnere 12 geleitet.

   Es ist gut erkennbar, dass  insbesondere der zweite Mäander 8.2 einen direkten Schalldruckverlauf  zum Luftaustritt gegen das Gebäudeinnere verhindert. Die Anordnung  des Wärmetauschers 5 zwischen den beiden Mäanderbereichen 8.1, 8.2  bewirkt ausserdem eine günstigen Wärmeverlauf innerhalb der Luftbox,  mit entsprechend gutem Wärmeaustausch. Bei Anordnung der Luftbox  im Boden oder in der Decke kann ein anderer Verlauf des Luftführungskanals  wünschbar sein. 



   Der Luftfilter 22 kann einen Grob- und einen Feinfilter mit Pollen-  und Aktivkohlefilter    enthalten, wobei diese Filter in einem Filterelement  integriert werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist  der Luftfilter 22 unmittelbar vor dem Wärmetauscherelement 5 angeordnet  Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Luftfilter anders ausgebildet  und angeordnet sein. Die Zuluftbox weist im Bereich des Luftaustritts  gegen das Gebäudeinnere eine Abdeckung auf, vorzugsweise ein Lochgitter  36 oder Lamellen. Im Bereich der zweiten Mäander 8.2, hier nach dem  Wärmetauscher, ist ein Frostschutzelement 6 angeordnet, welches eine  Sperrklappe 37 oder analoge Elemente betätigt.

   Die Steuerkurve des  Frostschutzelementes ist so ausgelegt, dass das Schliesselement,  hier eine Sperrklappe 37, bei Unterschreiten einer kritischen Temperatur,  bspw. 5 Grad Celsius, über ein Vorspannfederelement 38 geschlossen  wird und den Luftführungskanal 2 dadurch unterbricht. Dadurch wird  gewährleistet, dass das Wärmetauscherelement 5 nicht permanent luftumströmt  und dadurch abgekühlt wird, sodass die Gefahr des Einfrierens verhindert  wird. Eine Anordnung des Schliesselements 4 an einer anderen Stelle  des Luftführungskanals 2 ist möglich. Das Frostschutz-element 6 ist  erfindungsgemäss ein selbsttätiges, stromnetzunabhängiges Element,  das vorzugsweise über ein temperaturabhängiges Hydraulikelement betätigt  wird, welches hier die erforderliche Linearbewegung bewirkt.

   Das  Frostschutzelement gewährleistet ausserdem, dass das Schliesselement  4 in verschiedene Öffnungs- und Schliessstellungen gebracht wird,  sodass die Zuluft gleichzeitig gedrosselt wird und dadurch zu grosse  Temperaturgradienten vermieden werden können, welche das Innenraumklima  negativ beeinflussen könnten. Vorzugsweise wird im Bereich des Zuluftkanals  9 ein Sturmsicherungs-element 21 angeordnet. Dieses kann ebenfalls  als Schliesselement ausgestaltet sein, das bei hohem Winddruck oder  bei grossem Druckgradient    druckabhängig die Zuluftmenge drosselt.  Das Sturmsicherungselement 21 kann beispielsweise als gefedert gelagertes  Sperrelement innerhalb, vor oder nach dem Zuluftkanal 9 ausgebildet  sein. 



   Der Aufbau der Luftbox ist erfindungsgemäss ebenfalls so gestaltet,  dass durch die Luftaustrittsöffnung (Lochgitteröffnung) eine einfache  Wartung und Betätigung der Regeleinheiten für das Frostschutz-element  6 möglich sind. Die gleichzeitig bewirkte grosse Fläche des Filters  führt zu hohen Standzeiten und entsprechend geringem Wartungsaufwand.  Die hier beschriebene und in der Fig. 2 und 3 gezeigte Geometrie  der Luftbox 1 und des Luftführungskanals 2 sind besonders vorteilhaft,  da eine frontseitige Wartung aller Elemente möglich ist, bei optimierter  Dämmwirkung und unter Berücksichtigung eines möglichst geringen Druckabfalls  zwischen Lufteintritt und -austritt der Luftbox. 



   In besonderen Ausführungsformen der Zuluftbox kann eine aktive Luftförderung  vorgesehen werden. Diese ist in die Zuluftbox integrierbar oder kann  als modulares Element dieser vor oder unmittelbar nachgeschaltet  werden. Soweit die Zuluftbox für eine Kühlung der Luft eingesetzt  werden soll, kann im unteren Bereich der Zuluftbox ein Auffangbehälter  für Kondenswasser vorgesehen sein. Die Zuluftboxen ermöglichen so  auch einen modularen Aufbau, welcher es erlaubt, bei gewünschten  grösseren Zuluftmengen zwei oder mehr Zuluftboxen unmittelbar nebeneinander  anzuordnen. 



   Fig. 4 zeigt eine Übersicht über das erfindungsgemässe Verfahren.  Die dem Gebäude   inneren zuzuführende Frischluft wird über eine  oder mehrere Zuluftöffnungen in der Aussenfassade eines Gebäudes  in das Gebäudeinnere geführt Dies wird durch mindestens einen zentralen  Abluftauslass erreicht, der mittels aktiven Elementen, z.B. Ventilatoren,  im Gebäudeinnenraum einen Unterdruck herbeiführt. Vorzugsweise werden  bei der Frischluftzufuhr Mittel verwendet, welche die Frischluftzufuhr  bei Störungen, insbesondere mangelnder Konditionierung der Luft (z.B.  Ausfall des Wärmetauschers), unterbrechen. Die zugeführte Frischluft  wird unmittelbar im Bereich der Zuluftöffnung konditioniert, d.h.  insbesondere vorgewärmt oder gekühlt. Dies erfolgt erfindungsgemäss  über ein hydraulisches Energieverteilungssystem, vorzugsweise über  eine Bodenheizung.

   Die Erfindung ermöglicht es, mittels geringem  Aufwand eine Erwärmung der Luft sowie eine Kühlung der Luft zu erreichen,  ohne dass das Zuluftsystem an das elektrische Stromnetz angeschlossen  werden muss. Im Bereich der Frischluftzufuhr ist eine Reinigung der  Frischluft mittels Filtern sowie eine Steuerungsmöglichkeit für die  Luftmenge und -temperatur vorgesehen. Bei besonderen Ausführungsvarianten  können auch weitere Steuerparameter oder eine Regelung vorgesehen  werden. Die temperaturmässige Konditionierung kann vorzugsweise mittels  eines Regelventils, vorzugsweise einem Thermostatventil, des hydraulischen  Energieverteilungssystems oder auch über ein Frost-schutz-element  mit einstellbaren Temperaturbereichen vorgesehen werden.

   Das Frostschutzelement  verhindert bei Störungen im Bereich des hydraulischen Energieverteilungssystems  ein Einfrieren von Teilen der Luftbox. Das erwähnte Thermostatventil  wird ebenfalls im Innern der Luftbox 1 angeordnet und kann durch  Öffnen der Abdeckung 36 einfach betätigt werden. Eine Nachreinigung  (Feinfilter) der konditionierten Frischluft kann zudem vorgesehen  sein. Die Frischluft wird anschliessend in    den entsprechenden  Raumbereich eingebracht. Der Luftaustausch wird optimiert durch die  Anordnung von Zuluftbox und Abluft-öffnung, welche erfindungsgemäss  voneinander entfernt sind, sodass eine optimaler Luftaustausch bzw.  -ersatz und eine Gesamtströmung im Gebäudeinneren bewirkt werden.  Strömungstechnische Kurzschlüsse oder übermässige Luftströmungen  können dadurch vermieden werden.

   Die Abluft wird über mindestens  einen zentralen Abluftkanal abgesaugt und über einen Abluftauslass  aus dem Gebäude gefördert. Falls gewünscht kann für die Abluft über  einen Wärmetauscher eine energiemässige Regenerierung oder Rekuperierung  vorgenommen werden.



  



   The present invention relates to a ventilation system, a supply air box and a method for air supply according to the preambles of claims 1, 7 and 10.



   Modern buildings, especially residential and office buildings, are built today on the basis of legal regulations and on the basis of physiological knowledge with high thermal and acoustic insulation values. As a result, however, façade tightness and corresponding air quality are brought about, which poses new problems such as moisture damage, insufficient fresh air supply, accumulation of pollutants, etc.



   In the simplest case, these problems can be solved by manual ventilation, e.g. Opening windows to be mitigated. Ventilation heat losses are often 40-50% of the heat balance of residential buildings, so that the benefits of thermal insulation are at least partially lost again. In many cases, manual ventilation also leads to acoustic impairments and unwanted drafts. Simple measures were taken to remedy the situation, e.g. simple openings in the area of windows, e.g. Ventilation slots in the window frame, have been attached. However, such simple solutions produce insufficient results, since the risk of contamination, insufficient thermal insulation, lack of control in the event of temperature differences between outside and inside air, construction problems, etc., allow their use only to a very limited extent.

    Individual improvement solutions, such as According to EP 942 143, these disadvantages can be reduced in part, but require active elements and complicated special constructions and are insufficient if an air supply of 20 or more cubic meters per hour is required for several larger rooms.



   There are also small devices such as described in EP 890 802, known which supply and exhaust air openings contain and can be installed in the window or wall area. These small devices are used for the ventilation of individual rooms and do not provide an overall solution. Due to the system, the supply air outlet is positioned very close to the exhaust air intake. With this arrangement, good displacement or displacement ventilation in the room cannot be guaranteed and there are fluidic short circuits that limit the use of such devices.



   Various ventilation systems for controlled domestic ventilation are also known from the prior art, which aim to provide an overall solution with central ventilation shafts. Systems with a central exhaust air intake, typically in wet rooms (bathrooms, kitchens, etc.) that draw in air, are common. In such systems, the supply air can be passive, i.e. due to the negative pressure caused by the ventilation system, or active, e.g. by means of fans. This means that the supply air usually enters untreated. The exhaust air extracted by the ventilation system is usually not transported directly to the outside, but is led in advance to a central air treatment unit. There, energy is extracted from the exhaust air by means of a heat exchanger and supplied to the fresh supply air.

   Accordingly, a central supply air system is also required. Corresponding systems usually have a lack of preconditioning.



   Such a supply air system is e.g. known from DE 4 418 636. The individual supply air lines of the different living rooms are connected to a common main line, which has at least one intake opening for the outside air. The air is distributed in the building via an elaborate duct and control flap system in the individual living rooms. Since the space for optimal air distribution in housing is very limited, compromises are often made. The supply air outlets are often accessed from the corridor and are therefore close to the door. However, the door openings are usually the air outlets, so that fluidic short-circuits also occur here.

    Due to the fact that a room-specific setting of the ventilation parameters in such systems would be very complex and expensive, this is usually dispensed with, so that the resident can influence the supply air volume, but not temperature or other parameters, in a room-specific manner.



   From DE 4 032 552, a ventilation arrangement for buildings is known which, by means of active elements, namely fans, conveys fresh air into the interior of the building either through a central fresh air supply, so that the resulting excess pressure pushes heated exhaust air out of the building through planned openings, or by a central exhaust system inside the building creates a negative pressure so that fresh air flows into the building through planned ventilation slots, gaps or the like and replaces the used air. The aim of that invention is to provide a solution for all-year ventilation, which should create a healthy indoor climate.

   However, this ventilation arrangement essentially only circulates air and has the disadvantage that especially incoming cold air leads to undesirable drafts and cooling of components in the building and the comfort in living is adversely affected by corresponding temperature differences and drafts. Uncontrolled mixing leads to an unfavorable air stratification inside. Cold air collects on the floor and displaces warm air to higher regions, which has a negative impact on the consumption of heating energy.



   It is an object of the present invention to provide a ventilation system, an air box and a method which offers an overall solution with high physiological comfort for buildings, in particular for residential and office buildings, avoiding complex duct systems for the supply air system and enabling room-specific control of the ventilation parameters becomes. Active elements should not be absolutely necessary for the supply air system, but should be optional.



   This object is achieved by the invention defined in the patent claims.



   The idea of the invention is based on the fact that short circuits between supply air and exhaust air openings should be avoided and that each room area to be ventilated allows the air volume and heat to be controlled, and if necessary also further parameters. This is achieved by means of preferably passive supply air boxes, which are decentralized in the Buildings are arranged. The construction of these supply air boxes in combination with their interaction according to the invention with an active exhaust air system enables building ventilation with a high level of living comfort with low energy consumption. In contrast to conventional ventilation systems, the supply and exhaust air systems are decoupled in a targeted manner, so that a great deal of freedom is achieved with regard to ventilation planning and architecture.

    Nevertheless, the exhaust air heat can be recuperated or regenerated by using the appropriate energy via heat pumps or the corresponding system, e.g. the building heating or hot water preparation is supplied. Compared to conventional systems, there is a significant advantage in that individual settings can be specified for each room area. The desired heating or cooling of the fresh air is preferably carried out via a direct or indirect coupling with a hydraulic energy distribution system, e.g. Floor heating, the building reached. A particular advantage of the invention is that existing buildings can be retrofitted comparatively easily, without the need for complex structural measures. Space-wasting ventilation shafts are largely not required.

    This is particularly advantageous when only individual, spaced-apart areas of a building are to be conditioned by the ventilation system.



   The supply air boxes installed in rooms form areas for a conditioned air supply from the outside of the building to the inside of the building. Avoid air exchange through unwanted openings. Uncontrolled drafts can be avoided in combination with the arrangement of the supply air boxes and the conditioning of the incoming air can be controlled and monitored. In contrast to the ventilation variants that are common today, the incoming air is adapted to the needs in individual rooms. Pollen, soot and unpleasant odors are removed from the air by means integrated in the supply air box. If the air humidity is low, humidification or dehumidification can optionally take place. The interior of the supply air box is advantageously designed so that it has a sound-absorbing effect.



   A particular advantage of the invention is that the supply air boxes offer advantages from a bacteriological and hygienic point of view compared to a central supply air duct system. Health-related deposits, such as those that occur over time in duct systems, can be largely avoided due to the inventive design of the air boxes and the ventilation system. In addition, due to their ease of maintenance, the air boxes can be easily cleaned or serviced.



   With reference to the following figures, the invention will be described in more detail using exemplary embodiments. 1 shows a building with several room areas and a ventilation system according to the invention, FIG. 2 shows a schematic illustration of an air box according to the invention in a perspective view, FIG. 3 shows a cross section of an air box according to the invention, and FIG. 4 shows a diagram of the method according to the invention



   Fig. 1 shows a spatial sectional view through a building 11. Four rooms 14.1-14.4 can be seen, which are connected here via door openings 13.1-13.4. The door openings form the associated exhaust air opening for the rooms concerned. In two of these rooms 14.1, 14.2, a supply air box 1.1 and 1.2 are installed in the area of the facade. The supply air boxes 1.1, 1.2 are preferably completely integrated in the structure, i.e. that basically no parts protrude freely into the interior of the room. A plurality of window openings are sealed with windows (not shown in detail). In one of the rooms 14.4, preferably a wet room (bathroom, toilet), there is an exhaust air outlet 19, which connects the interior of the room 14.4 with a central exhaust air duct 20.

   The exhaust air duct 20 is part of a central, active exhaust air system, which is not shown in more detail here, which sucks in the exhaust air through the exhaust air duct 20 via the exhaust air outlet 19 and discharges it in the direction of arrow A. Accordingly, a controlled negative pressure is created inside the building, which has a targeted effect on rooms 14.1-14.4, so that a pressure gradient and a desired air flow build up accordingly. The air flow in the direction of the exhaust air outlet 19 is illustrated schematically by arrows 35. The arrows 35 lead from the supply air boxes 1.1, 1.2 to the exhaust air outlet 19. On the basis of the decoupling of the supply and exhaust air openings according to the invention, the air boxes 1 can be placed in such a way that a targeted air flow and thereby an overall ventilation system is brought about.

   The passive supply air boxes 1.1, 1.2, which are arranged decentrally in the area of the exterior facade on building 11, enable the intake air drawn in to be conditioned in a space-appropriate and individual manner. In the present example, the air boxes 1.1, 1.2 are integrated into the outer facade. However, the invention makes it possible without further ado to insert individual ones of these air boxes into the floor or into the ceiling and to lead only one supply air opening connected to them into the open.



   The construction of the air boxes 1.1, 1.2 in combination with their interaction according to the invention with an active exhaust air system enables building ventilation with a high level of living comfort with a low construction and nevertheless low energy requirement. In contrast to conventional ventilation systems, there is a great deal of scope with regard to the arrangement of the supply air boxes 1.1, 1.2, since no additional shaft systems and other space-intensive installations are required. The supply air boxes 1.1, 1.2 are connected to a hydraulic energy distribution system, preferably a conventional floor heating 18. This enables the inflowing air to be preheated or cooled and conditioned to be introduced into the desired room area and to replace the old room air there.

   By arranging the supply air boxes 1.1, 1.2 and using the hydraulic energy distribution system, a uniform, physiologically optimal conditioning of the rooms is achieved



   The targeted arrangement of the exhaust air openings 13.1-13.4, away from the supply air openings, ensures that a controlled meta flow is produced in the direction of the exhaust air outlet 19, which produces a slow, continuous and physiologically optimal air exchange in the desired room areas. Disturbing (draft) air flows and restricted controllability, as are known from the prior art, in particular with active (forced) ventilation, can be largely avoided. Another advantage of the invention is that the supply air boxes 1.1, 1.2 can be arranged almost arbitrarily due to the avoidance of supply air ducts and the air exchange can thereby be optimized, which can also be supported by the arrangement of the exhaust air openings, in particular the exhaust air outlet 19 ,



   Fig. 2 shows a preferred embodiment of a supply air box 1 for installation in the outer facade in a sectional view. A housing 26 can be seen which has a meandering air duct 2 on the inside. The supply air enters the supply air box 1 through an air inlet opening 24 due to the pressure gradients caused in the direction of the interior of the building, due to the active exhaust air system, and leaves it through an air outlet opening 25, after a meandering pass, indicated here by arrows. A heat exchanger element 5 is arranged in the interior of the air box 1 such that the air duct is divided into a first meander 8.1 and a second meander 8.2. This ensures an extremely compact structure of the supply air box 1 and achieves an optimized sound and heat insulation.

    The heat exchanger element 5 is connected to the hydraulic energy distribution system via connecting lines 7. The temperature conditioning of the supply air is controlled by a control element (not shown here), preferably integrated in the supply air box, e.g. a conventional thermostatic valve.



     In special embodiments, freezing of the heat exchanger can be avoided by indirect coupling with the hydraulic energy distribution system. The invention also includes solutions in which the hydraulic energy distribution system is designed as an electrical heater at least in some areas



   Fig. 3 shows a further embodiment of a supply air box 1 in cross section. The housing 26 is designed as a metal housing and has an essentially rectangular cross section. The inside of the housing is lined with an insulating material 27 which optimizes the heat and sound insulation of the air box. A supply air duct 9 connects an air inlet opening of the air box to the outside of the building and enables fresh air to be supplied. Similar to the exemplary embodiment according to FIG. 2, a meandering air duct 2 is provided in the air box 1. The fresh air is guided from bottom to top through a first meander 8.1 via an air filter 22 to a heat exchanger element 5 and conducted into the building interior 12 via a second meander 8.2.

   It can be clearly seen that the second meander 8.2, in particular, prevents a direct sound pressure curve for the air outlet against the interior of the building. The arrangement of the heat exchanger 5 between the two meandering areas 8.1, 8.2 also results in a favorable heat profile within the air box, with a correspondingly good heat exchange. If the air box is arranged in the floor or in the ceiling, a different course of the air duct can be desirable.



   The air filter 22 can contain a coarse and a fine filter with a pollen and activated carbon filter, wherein these filters can be integrated in a filter element. In the present exemplary embodiment, the air filter 22 is arranged directly in front of the heat exchanger element 5. In other exemplary embodiments, the air filter can be designed and arranged differently. The supply air box has a cover in the area of the air outlet against the interior of the building, preferably a perforated grille 36 or slats. In the area of the second meanders 8.2, here after the heat exchanger, there is a frost protection element 6 which actuates a shut-off flap 37 or similar elements.

   The control curve of the frost protection element is designed in such a way that the closing element, here a locking flap 37, is closed via a biasing spring element 38 when the temperature falls below a critical temperature, for example 5 degrees Celsius, and thereby interrupts the air duct 2. This ensures that the heat exchanger element 5 is not permanently surrounded by air and is thus cooled, so that the risk of freezing is prevented. An arrangement of the closing element 4 at a different location of the air duct 2 is possible. According to the invention, the frost protection element 6 is an automatic element which is independent of the power supply system and which is preferably actuated via a temperature-dependent hydraulic element, which brings about the required linear movement here.

   The frost protection element also ensures that the closing element 4 is brought into different opening and closing positions, so that the supply air is throttled at the same time and excessive temperature gradients can be avoided, which could negatively influence the indoor climate. A storm protection element 21 is preferably arranged in the area of the supply air duct 9. This can also be designed as a closing element which throttles the supply air quantity depending on the pressure in the case of high wind pressure or a large pressure gradient. The storm protection element 21 can be designed, for example, as a spring-mounted blocking element inside, before or after the supply air duct 9.



   The construction of the air box is also designed according to the invention in such a way that the air outlet opening (perforated grille opening) enables simple maintenance and actuation of the control units for the frost protection element 6. The large area of the filter that is caused at the same time leads to long service lives and correspondingly low maintenance. The geometry of the air box 1 and the air duct 2 described here and shown in FIGS. 2 and 3 are particularly advantageous since all elements can be serviced from the front, with an optimized insulation effect and taking into account the lowest possible pressure drop between the air inlet and outlet of the air box ,



   In special embodiments of the supply air box, active air delivery can be provided. This can be integrated into the supply air box or as a modular element it can be connected upstream or downstream. If the supply air box is to be used for cooling the air, a collecting container for condensed water can be provided in the lower area of the supply air box. The supply air boxes thus also allow a modular structure, which allows two or more supply air boxes to be arranged directly next to one another if larger quantities of supply air are desired.



   4 shows an overview of the method according to the invention. The fresh air to be supplied to the inside of the building is led into the inside of the building via one or more supply air openings in the outside facade of a building. This is achieved by at least one central exhaust air outlet which is activated by means of active elements, e.g. Fans, creates a negative pressure in the interior of the building. Means are preferably used in the fresh air supply which interrupt the fresh air supply in the event of faults, in particular insufficient conditioning of the air (e.g. failure of the heat exchanger). The fresh air supplied is conditioned directly in the area of the supply air opening, i.e. especially preheated or cooled. According to the invention, this takes place via a hydraulic energy distribution system, preferably via floor heating.

   The invention enables heating of the air and cooling of the air to be achieved with little effort, without the supply air system having to be connected to the electrical power network. In the area of fresh air supply, cleaning of the fresh air by means of filters and a control option for the air quantity and temperature are provided. In the case of special design variants, further control parameters or regulation can also be provided. The temperature-related conditioning can preferably be provided by means of a control valve, preferably a thermostatic valve, of the hydraulic energy distribution system or also by means of a frost protection element with adjustable temperature ranges.

   The frost protection element prevents parts of the air box from freezing in the event of faults in the hydraulic power distribution system. The aforementioned thermostatic valve is also arranged inside the air box 1 and can be actuated simply by opening the cover 36. A post-cleaning (fine filter) of the conditioned fresh air can also be provided. The fresh air is then brought into the corresponding room area. The air exchange is optimized by the arrangement of the supply air box and exhaust air opening, which are spaced apart from one another according to the invention, so that an optimal air exchange or replacement and an overall flow inside the building are brought about. Flow-related short circuits or excessive air flows can be avoided.

   The exhaust air is extracted via at least one central exhaust air duct and conveyed out of the building via an exhaust air outlet. If desired, energy-related regeneration or recuperation can be carried out for the exhaust air via a heat exchanger.

Claims

1.Ventilation system for a building, in particular for office and residential buildings, with a ventilation system for creating a partial vacuum inside the building and at least one supply air opening away from the exhaust air outlet, characterized in that one supply air opening is arranged in the outer facade for each ventilated area and each supply air opening is arranged Supply air box (1) is assigned, which contains at least one heat exchanger element (5), which is connected to a hydraulic energy distribution system (18) of the building (11) by means of a connecting line (7).

2. Ventilation system according to claim 1, characterized in that an air duct (2) of the supply air box (1) contains a closing element (4) which can be brought into variable opening and closing positions by means of an anti-freeze element (6).

Third

Ventilation system according to claim 2, characterized in that the closing element (4) is designed as a locking flap which can be actuated by means of a current-free frost protection element (6)

4. Ventilation system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ventilation system has at least one central exhaust air outlet (19) and at least one exhaust air opening (13) is arranged at a distance from the supply air opening per ventilated room area.

5. Ventilation system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the air duct (2) has a storm protection element (21) and a filter element (22).

6th

Ventilation system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the supply air box (1) has an air duct (2) with a meandering cross section, a first and second meander (8.1, 8.2) being delimited by a heat exchanger element (5) and the closing element (4) is arranged in the second meander (8.2).

7th

Supply air box for a ventilation system according to claim 1, characterized by an outer housing (26) with an air duct (2) running therein with an air inlet opening for an air duct (9) at one end and an air outlet opening at its other end, one in the air duct ( 2) arranged heat exchanger element (5), which has at least one connection line (7) for connection to a hydraulic energy distribution system, and an air filter element (22) arranged in the air duct (2).

8. A supply air box according to claim 7, characterized in that the air duct (2) contains an automatic closing element (4) with opening and closing positions by means of a frost protection element (6).

9th

Supply air box according to claim 7 or 8, characterized in that the supply air box (1) has an air duct (2) with a meandering cross section, first and second meanders (8.1, 8.2) being delimited by the heat exchanger element (5) and the closing element (4 ) is arranged in the second meander (8.2).

10th

Method for supplying air to a building interior, suitable to be carried out with a ventilation system according to claim 1, with at least one central exhaust air outlet (19), one or more supply air openings in the exterior facade of a building (11), a fan assigned to the exhaust air outlet for effecting a vacuum inside the building , characterized in that the fresh air supplied via the supply air openings to at least one room area inside the building is at least temporarily heated or cooled by means of a heat exchanger element (5) connected to a hydraulic energy distribution system (18) of the building (11), the preheated fresh air near the floor of at least one of the room area to be ventilated enters this,

the at least one room area to be ventilated is vented via an exhaust air opening remote from the supply air opening and the exhaust air is supplied to at least one common exhaust air outlet (19) via at least one central ventilation duct system (2).

11. The method according to claim 10, characterized in that the heat supply via the heat exchanger element (5) for at least one room area (15) is controllable.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the exhaust air is cooled before it exits through the central exhaust air outlet (19) by means of a heat exchanger (5) and the heat removed is recuperated or regenerated by means of a heat recovery system.

13th

Method according to one of Claims 10 to 13, characterized in that if the heat supply to a heat exchanger (5) fails, a closing element interrupts the fresh air supply through the supply air opening assigned to it