DE10033209A1

DE10033209A1 - Lüftungsverfahren und Lüftungssystem

Info

Publication number: DE10033209A1
Application number: DE10033209A
Authority: DE
Inventors: Risto Kosonen; Ismo Groenvall
Original assignee: Halton Oy
Current assignee: Halton Oy
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2001-01-18
Also published as: SE0002505D0; FI991567A; FI110280B; FR2796135B1; GB0016826D0; GB2355519A; GB2355519B; FR2796135A1; SE0002505L

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lüftungsverfahren zur Lüftung von einem/mehreren Räumen oder Hallenräumen. In dem Lüftungsverfahren wird zumindest ein Ventilator (P p und/oder P t ) zur Erzeugung einer Be- und Entlüftung eines Raumes/Hallenraumes verwendet. In dem Lüftungsverfahren wird die Temperatur der Außenluft und die Temperatur des Raumes/der Räume/des Hallenraumes (H 1 , H 2 ...) erfasst und aufgrund der Temperaturdifferenzen zwischen Außenluft und Raum-/Hallenraumluft (H 1 , H 2 ...) wird der von den natürlichen Kräften erzeugte Druck berechnet, mit dem eine Luftströmung in/aus dem Raum/Hallenraum (H 1 , H 2 ...) erfolgt, ohne dass ein Ventilator (P p und/oder P t ) benutzt wird. Wenn festgestellt wird, dass eine Luftströmung ohne Ventilator (P p und/oder P t ) erzielt werden kann, derart, dass alle gewünschten Luftströmungen aus dem/den Raum/Räumen/Hallenraum (H 1 , H 2 ...) ohne Ventilatorbetrieb verwirklicht werden, wird der Ventilator (P p , P t ) ausgeschaltet, wobei die Lüftung nur aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Raum und Außenluft erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüftungsverfahren und ein Lüf tungssystem.

Lüftung wird im allgemeinen entweder völlig mechanisch oder mit Hilfe von natürlichen Kräfte verwirklicht. Bei me chanischer Lüftung können die Gesamtluftströmungen eines Ge bäudes unter allen Bedingungen kontrolliert werden, wozu aber reichlich elektrische Energie aufgewendet werden muss. Bei Schwerkraftlüftungssystemen wird keine elektrische Ener gie verbraucht, aber die Eintrittsluftströme werden bei gro ßen Außen- und Innentemperaturdifferenzen nicht kontrol liert, womit die Lüftung zu groß ist und die Luft wechselt bei kleinen Temperaturdifferenzen überhaupt nicht. Durch Kombination von mechanischer und natürlicher Lüftung mitein ander kann in verschiedenen Jahreszeiten eine dem Bedarf entsprechende raum-/zonenspezifische Lüftung bei optimalem Verbrauch an elektrischer Energie erzielt werden.

Zum Stand der Technik wird auf die frühere Patentanmel dung FI-890170 der Anmelderin hingewiesen.

Heute werden außerdem verschiedene Systemkonzepte vor gestellt, in denen Schwerkraftlüftungs- und natürliche Lüf tungssysteme miteinander kombiniert sind. Bei diesen Syste men können die Luftströmungen jedoch nicht genau kontrol liert werden, weil es für die Regelung einer Luftströmung bei kleinen Druckdifferenzen keine funktionierenden Anlagen und Verfahren gibt. In der Praxis sind Druckdifferenzen von mehreren zehn Pascal erforderlich, um die Luftströmungen messen und weiter regeln zu können.

Der Erfindung liegt daher ein neues Lüftungssystem zugrunde, in dem die thermischen Kräfte und ein Ventilator system in zweckmäßiger Weise miteinander gekoppelt werden, wobei die Luftströmungen unter allen Bedingungen kontrol liert werden und der elektrische Energieverbrauch des Venti lators sein Minimum hat. Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einem System, in dem mit Hilfe von gemessenen und/oder berechneten strömungstechnischen Funktionswerten der System komponenten (Endgeräte, Kanäle, Kanalteile, Regelklappen, Regelungsvorrichtungen und Ventilatoren) rechnerisch der für die Kontrolle optimale Betriebspunkt des statischen Drucks der Anlage ermittelt wird, bei dem die dem Bedarf entspre chenden Luftströmungen realisiert werden können. Diese Druckdifferenz wird primär mit thermischen Kräften und sekundär mit Hilfe eines Ventilators mechanisch realisiert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung kann eine Luftströmung geregelt werden, ohne dass die im Betrieb vorliegende Druckdifferenz irgendwelche Grenzen setzt.

In dem Verfahren wird die mit natürlichen Kräften er zielbare Druckdifferenz aufgrund von allgemein bekannten Berechnungsformeln errechnet. In den betreffenden Formeln wird die durch die Temperaturdifferenz (Dichtedifferenz) entstehende Druckdifferenz zwischen Raum- und Außenluft be rücksichtigt. Dabei wird in einem Betriebszustand, in dem die durch Naturkräfte entstehende Druckdifferenz ausreicht, aufgrund der Luftströmungsanforderungen die Drosselung der jeweiligen Regelklappe bestimmt. Bei einer Situation, in der die thermischen Kräfte nicht ausreichen, wird der Ventilator eingeschaltet und der Luftstrom des Ventilators optimal ge regelt, wobei die Druckverlustkomponenten des Netzes, der Luftstrombedarf in den einzelnen Räumen und die durch die Temperaturdifferenzen entstehende thermische Druckdifferenz berücksichtigt werden.

In dem eingesetzten Rechnungsverfahren können die strö mungstechnische Berechnung des Kanalsystems und die Wahl der optimalen Betriebsart der Anlage, Anwendung der natürlichen Kräfte oder des Ventilators, beispielsweise zentral durchge führt werden.

Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehören ein mechani scher Eintritts- und/oder Austrittsventilator (P_t und/oder P_p), ein Eintritts- und/oder Austrittskanalsystem (K_t und/ oder K_p), Zuluftventile oder Lufteintrittswege (V_t) und/oder Abluftventile (Vp) und/oder Eintritts- und Austrittsklappen (Sp,t und Sp,p), Luftströmungsregelungseinheiten (Ps,t und/ oder Ps,p), mit denen Ventile, wie Regelklappen, geregelt werden, Raum- und Außentemperatur-Messgeräte (TE₁, TE₂ . . . TE_U). Die Reglereinheiten (Ps,t und/oder Ps,p) können z. B. Schrittmotoren sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist Raum- und/oder Zonenregler und/oder ähnliche auf, die mit Luftströmungs regelklappen oder ähnlichen verbunden sind. Über Datenüber tragungsbusse werden von der Zentraleinheit KY aus manuell alle Ventile wie z. B. gerade die Regelklappen gesteuert. Die Zentraleinheit umfasst einen Speicher und ein Programm, wo bei mit Hilfe von dort gespeicherten Daten Ventile geregelt und diesen in regelmäßigen Abständen eine Sollwertkombina tion eingegeben werden, mit dem die gewünschten Luftströmun gen (Durchflussmenge/Zeiteinheit) aus den Räumen verwirk licht werden.

Für das erfindungsgemässe Lüftungsverfahren und Lüf tungssystem ist charakteristisch, was in den Patentan sprüchen definiert ist.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf eini ge in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellte be vorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch ausdrücklich nicht begrenzt ist, ausführ lich beschrieben.

In Fig. 1A ist die dem erfindungsgemäßen Verfahren als Grundlage dienende Druckberechnung verdeutlicht. Fig. 1A zeigt eine Etagenhauslösung, in der die Räume H₁, H₂ . . . auf verschiedenen Höhen liegen.

In Fig. 1B ist eine zweite Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens gezeigt, in der sich durch die Wand fläche eine Luftverbindung von draußen in den Raum öffnet, womit ein eigentliches eintrittsseitiges Luftströmungskanal system nicht vorhanden ist.

In Fig. 1C ist in erster Linie das zur Installation nach Fig. 1A gehörende Schaltschema gezeigt, jedoch als Aus führung, in der das eintrittsseitige Kanalsystem K₁ einen Ventilator P_t aufweist.

In Fig. 1D ist in erster Linie eine zur Ausführung nach Fig. 1B gehörende Ventilsystem- und Komponentenkonstruktion mit Bezugsnummerbezeichnungen gezeigt.

In Fig. 1E ist ein zur Ausführung nach Fig. 1A gehören des Datenübertragungsleitungssystem der Regelungselektronik für Reglereinheiten wie Schrittmotor von Regelklappen, Elek tromotoren von Ventilatoren usw. gezeigt. Die Datenübertra gungsleitungen n₁, n₂ . . . sind zu einem Netz miteinander verbunden, das mit der Zentraleinheit KY verbunden ist, die die Sollwertbestimmung aufgrund von Temperaturdifferenzen und anderen vorgegebenen Ausgangswerten durchführt.

In Fig. 2 ist der zum Regelventil, vorzugsweise zur Re gelklappe S_p1,p, deren Reglereinheit P_s1,p gehörende Daten übertragungsbus n₁ dargestellt, der weiter mit der Zentral einheit KY verbunden ist.

In Fig. 3A ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der sich das eintrittsseitige Ka nalsystem K_t in Abzweigekanäle aufteilt, die über einen Reg ler mit den Räumen verbunden sind. Das eintrittsseitige Ka nalsystem weist einen Wärmetauscher LVT zum Kühlen oder Er wärmen der Zuluft und zur Rückgewinnung von Wärme aus der Zuluft auf, wenn die Zuluft gekühlt wird, und das austritts seitige Kanalsystem weist eine Wärmerückgewinnungsvorrich tung LVP auf.

In Fig. 3B ist eine Ausführungsform gezeigt, in der die übereinander liegenden Räume sich zu einem zentralen Atrium raum öffnen, der einen mit Abluftventilator versehenen Kanal und einen Kanal für freie Umführung aufweist.

In Fig. 3C ist eine im übrigen der Ausführungsform nach Fig. 1B entsprechende Konstruktion gezeigt, aber in dieser Konstruktion ist das eintrittsseitige Kanalsystem durch durch die Wand kommende Strömungswege wie Kanalöffnungen er setzt. Damit ist kein eigentliches eintrittsseitiges Kanal system vorhanden. Die Wandöffnungen können Regelventile auf weisen, die sich in konstanter Stellung befinden oder sepa rat z. B. mit Reglermotor verstellbar sind.

In Fig. 1A, 1C ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung der Luftströmung in Räumen H₁, H₂, H₃ eines Etagenge bäudes O gezeigt, wobei die Räume in verschiedenen Höhen vom Erdbodenniveau gelegen sind. Die frische Zuluftströmung wird durch ein eintrittsseitiges Kanalsystem K_t zugeführt und die Luftströmung wird durch das austrittseitige bzw. Abluftka nalsystem K_p aus den Räumen entfernt. In den Räumen oder Hallenräumen H₁, H₂, H₃ und draußen befinden sich Temperatur messgeber TE₁, TE₂, TE₃, TE_U. In den Räumen H₁, H₂, H₃ herrscht temperaturabhängige Luftdichte ρ₁, ρ₂, ρ₃, die mit Hilfe der gemessenen Raumtemperatur T₁, T₂, T₃ berechnet werden kann, und mit Hilfe der Außenlufttemperatur T_U kann die Dichte ρ_U der Außenluft berechnet werden. Die Luft strömung des austrittsseitigen Kanalsystems K_p aus dem je weiligen Raum H₁, H₂, H₃ wird mit in den sich in den Raum öffnenden Kanälen vorhandenen Regelventilen Sp₁, Sp₂, Sp₃ wie Regelklappen geregelt. In vorliegender Anmeldung werden die durchflussmengen- oder luftströmungsregelnden Vorrichtugen allgemein als Ventile bezeichnet. Diese können vorzugsweise z. B. Regelklappen, Irisregler usw. sein. Mit Hilfe des aus trittsseitigen Ventilators P_p wird Luft aus den Räumen ent fernt. Das austrittsseitige Kanalsystem K_p weist eine Schal tung des Ventilators P_p auf derart, dass die Saugseite des Ventilators P_p über den Kanal e₁ mit dem Hauptkanal e₂ des austrittsseitigen Kanalsystems K_p verbunden ist derart, dass das Endstück e₂' von Hauptkanal e₂ sich frei zur Außenluft öffnet und der Ventilator P_p somit zum Kanal e₂' parallel geschaltet ist. Damit wird durch Ausschalten des Ventilators P_p eine freie Luftströmung durch das Kanalsystem e₂, e₂' an die Außenluft ermöglicht, ohne dass der freie Luftkreislauf durch den Ventilator P_p behindert wird, wenn dieser abge stellt ist.

Erfindungsgemäß werden in regelmäßigen Abständen, von Zeit zu Zeit, z. B. in Abständen von einer Minute, zum Datie ren des Systems die Außenlufttemperatur T_U und die Raumtem peraturen T₁, T₂ . . . gemessen. Aus den genannten gemessenen Temperaturen wird weiter die Dichte der Raumluft und die Dichte der Außenluft berechnet. Aufgrund der Dichtedaten wird der Druck berechnet, bei dem der Luftkreislauf ohne Benutzung des Ventilators erreicht würde, wobei die Luft dichtedifferenzen und die Höhenunterschiede der Endpunkte des Eintrittskanals und des Austrittskanals bekannt sind.

Die Berechnungsformel lautet

Δp (in Pascal) = (ρ₁ - ρ_U).g.Δh,

in der ρ₁ die im Raum herrschende Luftdichte und ρ_U die an der Außenluft vorhandene Luftdichte und g die Erdbeschleuni gung (~9,82 m/s²) und Δh die Höhendifferenz zwischen dem Eintrittsende des Zuluftkanals und dem Austrittsende des Abluftkanals sind.

Wird die Luftströmungsanforderung in den Raum und aus dem Raum mit q_j und die Drosselung des die Luftströmung des Raumes regelnden Ventils J wie Klappe mit K_J bezeichnet, muss die Drosselung K_J der Klappe J bei der oben genannten mit natürlichen Kräften erfolgenden Lüftung sein

Im oben genannten Δp* ist der Druckverlust des übrigen Kanalsystems enthalten.

Bei normaler Situation wird der Ventilator P_p nicht be nutzt und die Lüftung erfolgt aufgrund der natürlichen Kräf te. Der Ventilator P_p wird eingeschaltet, wenn die oben er wähnte Berechnung ergibt, dass die von den natürlichen Kräf ten gebotene Betriebskraft Δp zu klein ist, um die gewünsch te Luftströmung durch das Ventil J in den Raum dann auszu führen, wenn die Drosselung des Ventils J im Minimum ist.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren und Lüftungssystem werden die mit dem Kanalsystem verbundenen Ventile derart gesteuert, dass bei einer Änderung der Luftströmung durch ein bestimmtes Ventil direkt oder nach Ablauf einer be stimmten Zeit Δt kontrolliert wird, ob die betreffende Än derung der Luftströmung oder Klappenregelung die Regelungen der übrigen Ventile, deren Sollwerte, verändert derart, dass die Luftströmung durch die betreffenden übrigen Ventile ihre vorherigen gewünschten Werte behält und das Druckniveau des ganzen Kanalsystems dennoch in seinem Minimum bleibt.

Bei der Berechnung und Ermittlung der Raumtemperatur und über diese der Dichte der Raumluft sowie der Außenluft temperatur und über diese der Außenluftdichte wird die durch die natürlichen Kräfte ermöglichte Betriebskraft bzw. der Betriebsdruck Δp errechnet. Wenn das System mit dem berech neten Betriebsdruck Δp derart betrieben werden kann, dass alle gewünschten Luftströmungen in die Räume/aus den Räumen realisiert werden, wird/werden der Ventilator/die Ventila toren ausgeschaltet und die Ventile des Systems werden bei abgestelltem Ventilator/Ventilatoren gesteuert.

Bei dem erfindungsgemäßen System weist das System vor zugsweise Hauptkanäle und mit diesen verbundene Abzweigeka näle auf, wobei die Abzweigekanäle weiter in die Räume füh ren. Die die Luftströmungen regelnden Ventile befinden sich vorzugsweise in den Abzweigekanälen und können Regelklappen, Irisregler oder andere in der Luftdurchflussmenge verstell bare Ventilkonstruktionen sein.

Bei der Erzeugung der Regelungsdaten für das jeweilige Ventil durch die Zentraleinheit KY wird an die Ventile je weils ein eigener Sollwert zur Regelung der Luftströmungs menge (z. B. l/min.) im betreffenden Ventil wie Regelklappe gegeben derart, dass die Luftströmung in den/aus dem Raum H₁, H₂. . . erzeugt wird. Wird die Luftströmung in/aus irgend einem Raum geändert, wird an das Ventil wie z. B. Regelklappe ein neuer Sollwert gegeben. Dabei wird an alle Ventile des Systems eine neue Sollwertkombination gegeben, damit die Strömungen aus den anderen Räumen/in die anderen Räume auf ihren im voraus gewünschten Werten bleiben, obwohl nur eine Luftströmung aus dem/in den Raum geändert wird. Die Luft strömung aus einem Raum/in einen Raum kann geändert werden z. B. nach einem im voraus bestimmten Programm und das System kann dabei in regelmäßigen Zeitabständen aktualisiert wer den, d. h. an die einzelnen Ventile des Systems kann eine neue Sollwert-Kombination der Luftströmungsmenge gegeben werden, die die gewünschten Luftströmungen verwirklicht. In der vorliegenden Anmeldung ist von luftströmungsregelnden Ventilen die Rede, die z. B. Irisregler, Jalousiebleche, Regelbleche usw. sein können. Zu der luftströmungsregelnden Vorrichtung selbst gehört eine Reglereinheit, in die der Sollwert eingegeben wird. Die Reglereinheit kann z. B. ein Schrittmotor sein, der die Achse des Regelblechs dreht.

Erfindungsgemäß sind in den Speicher der Zentraleinheit KY des Systems Gleichungen gespeichert, mit denen z. B. nach Ablauf einer bestimmten Zeit aufgrund der von den Tempera turmessgebern erzeugten Temperaturdaten die Luftdichten im Raum/in Raum und Außenluft berechnet werden können sowie aufgrund der Dichtedifferenzen von Außenluft und Raumluft die natürliche Kraft bzw. der Druck berechnet werden kann, mit dem die Luftströmung ohne Ventilatorbetrieb erfolgt. Dabei berechnet/kontrolliert die Zentraleinheit auch, ob bei der betreffenden natürlichen Kraft auch alle geforderten Luftströmungen zum betreffenden Zeitpunkt durch die Ventile des Kanalsystems erfolgen, und wenn dies so ist, wird der Ventilator ausgeschaltet und die Lüftung und die Ventilre gelung erfolgen bei abgestelltem Ventilator. Der Zustand des Systems wird in bestimmten Zeitabständen Δt, z. B. in Zeitab ständen von Minuten, aktualisiert. Wenn das System in der nächsten Phase errechnet, dass die natürlichen Kräfte nicht ausreichen, wird der Ventilator eingeschaltet und das System benutzt dann den Ventilator.

In Fig. 1B, 1D ist ein Etagenhaus O schematisch darge stellt. Die übereinander liegenden Räume H₁, H₂ und H₃ weisen für die Luftströmungen freie Luftwege von der Außenluft in den jeweiligen Raum auf. Dabei wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren der von den natürlichen Kräften erzeugte Druck in dem jeiligen Raum H₁, H₂ und H₃ wie folgt berechnet:

Δp₃ = (ρs₃ - ρ_U).g.Δh₃ (Raum H₃)

Δp₂ = (ρs₂ - ρ_U).g.Δh₂ (Raum H₂)

Δp₁ = (ρ_s1 - ρ_U).g.Δh₁ (Raum H₁)

Aus jedem Raum führt ein Austrittskanalsystem K_p1, K_p2 und zu jedem Ausrittskanalsystem gehört ein Ventilator P_p und parallel zu diesem geschaltet ein Austrittskanal e₂' für freie Luftströmung.

In Fig. 1C ist ein in erster Linie zur Installation nach Fig. 1A gehörendes Schaltschema gezeigt, bei dem die Eintrittseite einen Ventilator P_t aufweist. Die Darstellung nach Fig. 1C umfasst folgende Systemkomponenten und Bezugs zeichen: Das eintrittsseitige Frischluftkanalsystem ist mit K_t bezeichnet. Die mit dem eintrittsseitigen Frischluftka nalsystem verbundenen Ventile, vorzugsweise Regelklappen, sind mit den Bezugsnummern S_p1,t, S_p2,t, S_p3,t bezeichnet und die zu den betreffenden Regelklappen gehörenden diese re gelnden Stellvorrichtungen oder Regeleinheiten, wie Elektro motore und ähnliche, sind mit P_s1,t, P_s2,t, P_s3,t bezeichnet. Dementsprechend ist das austrittsseitige Luftskanalsystem mit K_p und die sich in die Räume H₁, H₂ und H₃ oder ähnliche öffnenden zum Abzweigkanalsystem gehörenden Ventile, wie Regelklappen, sind mit den Bezugsnummern S_p1,p, S_p2,p, S_p3,p . . . bezeichnet. Direkt mit den Räumen verbundene Ventile wie Deckenluftdiffusoren, wurflängenregelnde Ventileinheiten usw. sind auf der Eintrittsseite mit V_t,1, V_t,2, V_t,3 . . . und auf der Austrittsseite mit V_p,1, V_p,2, V_p,3 . . . bezeichnet.

Der mit dem austrittsseitigen Kanalsystem K_p verbundene Ventilator ist mit P_p und die den Ventilator steuernde Reg lereinheit ist mit E_p am Austrittsventilator P_p und die Re gelvorrichtungen des eintrittsseitigen Ventilators P_t sind mit E_t bezeichnet.

Nach Fig. 1C ist der eintrittsseitige Ventilator P_t an seinem druckseitigen Kanal e₃ mit dem parallel laufenden Kanal e₂₀ verbunden und die Saugseite e₁ von Ventilator P_t öffnet sich zur Außenluft auf derselben Höhenebene wie das Ende e₂₀' des parallelen Kanals e₂₀. Der austrittsseitige Ventilator P_p weist eine Saugkammer e₁ auf, die mit dem Hauptkanal e₂ verbunden ist, dessen Ende e₂' sich zur Außenluft öffnet.

Fig. 1D gehört zur Ausführung nach Fig. 1B, in der sich durch die Ventile V_t,1, V_t,2, V_t,3 der Räume H₁, H₂ und H₃ di rekt von draußen Kanäle in die Räume H₁, H₂ und H₃ öffnen. Das austrittsseitige Kanalsystem K_p ist in entsprechender Weise mit den Räumen verbunden wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1C.

In Fig. 1E sind die Datenübertragungsleitungen n₁, n₂ . . . der mit der Ausführungsform nach Fig. 1A verbundenen Regel elektronik gezeigt. Der Temperaturmessgeber TE₁ von Raum H₁ ist mit der Datenübertragungsleitung n₁ verbunden. An diese Leitung ist das austrittsseitige Regelventil, vorzugsweise der Regler P_s1,p von Regelklappe S_p1,t, S_p2,t, S_p3,t . . . ange schlossen. Der Temperaturmessgeber TE₂ von Raum H₂ ist mit der Datenübertragungsleitung n₂ verbunden und an diese Lei tung ist der Regler P_s2,p des die austrittsseitige Luftströ mung regelnden Ventils wie Regelklappe S_p2,p angeschlossen und der Temperaturmessgeber TE₃ von Raum H₃ ist mit Leitung n₃ verbunden, an die der Regler P_s3,p des die austrittssei tige Luftströmung regelnden Ventils wie Regelklappe S_p3,p angeschlossen ist. Dementsprechend ist die Regelvorrichtung E_p von Ventilator P_p über die Leitung n₄, n₆ mit der Zentral einheit KY verbunden. Die Datenübertragungsleitungen n₁, n₂, n₃ sind mit der Verbindungsleitung n₅ und weiter über die Leitung n₆ mit der datenverarbeitenden Zentraleinheit KY verbunden.

Somit wird die Berechnung über die Zentraleinheit KY, die auch in dezentralisierter Form vorliegen kann, durchge führt, wobei die Zentraleinheit einen Speicher aufweist und programmierbar ist, womit aufgrund des in der Zentraleinheit ermittelten Rechnungsergebnisses der austrittsseitige Venti lator P_p betrieben wird, indem der Regler E_p des Ventilators und dementsprechend die Regelventile S_p1,p, S_p2,p über deren Reglereinheiten P_s1,p, P_s2,p . . ., wie Elektromotor, Schritt motor usw. betrieben werden. Wenn aufgrund der von der Zen traleinheit KY ermittelten Berechnungsdaten der Ventilator P_p nicht benutzt zu werden braucht, sondern die natürlichen Kräfte ausreichen, die Be-/Entlüftung der Räume auszuführen derart, dass alle gewünschten Luftströmungen durch die Ven tile erzielt werden, wird der Ventilator P_p ausgeschaltet. Das System kann über das Datenübertragungsnetz n₁, n₂, n₃ auch mit einem anderen Automationssystem (VAK) des Gebäudes verbunden sein.

In Fig. 2 ist eine Ausführung eines Regelventils, vor zugsweise Regelklappe S_p1,p gezeigt. Das Regelventil besteht aus einer Regelklappe, die von einer Reglereinheit P_s1,p ge öffnet/geschlossen wird. Die Reglereinheit erhält durch einen Datenübertragungsbus n₁ Regelungssignale von der Zen traleinheit KY. Die Luftströmung des Luftkanals wird mit einem Regelventil, vorzugsweise Regelklappe S_p1,p geregelt.

In Fig. 3A ist eine Ausführungsform gezeigt, in der das Kanalsystem K_t sich in Abzweigekanäle verzweigt, die über Regler mit den Räumen verbunden sind, in welche sich jeweils mehrere Austritte öffnen, wobei jeder Austritt von einem eigenen Regelventil gesteuert wird. Das austrittsseitige Kanalsystem ist mit einem gemeinsamen austrittsseitigen Hauptkanal e₂ verbunden, der eine Wärmerückgewinnungsvor richtung LTP und weiter nach dieser einen Ventilator P_p aufweisen kann, zu dem parallel ein sich frei in die Außen luft öffnender Kanal e₂' verläuft. In der Ausführungsform nach Fig. 3A kann das eintrittsseitige Kanalsystem K_t weiter einen Wärmetauscher LVT zum Kühlen oder Heizen der von drau ßen zugeführten Luft aufweisen.

In Fig. 3B ist eine Ausführungsform gezeigt, in der der Hauptkanal K_t in zwei Abzweigekanäle aufgeteilt ist, die weiter zu beiden Seiten des sog. zentralen Atriumraums F mit dem jeweiligen Raum verbunden sind. In den sog. zentralen Atriumraum F öffnet sich ein freier Kanal e₂₀₀ im oberen Teil des Atriumraums F und ein Kanal e₁, mit dem ein Venti lator P_p verbunden ist. Aus jedem Raum öffnet sich ein Ab luftkanal, in dem sich ein Abluftventil befindet, in den zentralen Atriumraum F. Die Räume H₁, H₂, H₃, H₁', H₂', H₃' lie gen übereinander, d. h. in Etagen auf verschiedenen Höhen ebenen. Am Eintrittskanal e₃₀ befindet sich ein separates Umführungsventil 60 in einer Umführungsöffnung e₄₀ oder dem Kanal. Das Umführungsventil 60 befindet sich in der Nähe der Eintrittsseite von Ventilator P_t. Das betreffende Umfüh rungsventil 60 wird geöffnet, wenn der Ventilator P_t ausge schaltet wird und in das eintrittsseitige Kanalsystem K_t eine freie Luftströmung von draußen zugelassen wird.

In Fig. 3C ist eine Ausführungsform nach Fig. 3B gezeigt, aber bei dieser Ausführungsform führt in jeden Raum H₁, H₂. . . eine freie Luftströmungsöffnung durch die Wand. Im übrigen entspricht die Insatllation der Installation von Fig. 3B.

Claims

1. Lüftungsverfahren zur Lüftung von einem/mehreren Räumen oder Hallenräumen, wobei in dem Lüftungsverfahren zu mindest ein Ventilator (P_p und/oder P_t) zur Erzeugung der Be- und Entlüftung eines Raumes/Hallenraumes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lüftungsverfahren die Temperatur der Außenluft und die Temperatur des Raumes/der Räume/des Hallenraumes (H₁, H₂ . . .) erfasst wird und aufgrund der Temperaturdifferenzen zwischen Außenluft und Raum-/Hal lenraumluft (H₁, H₂, . . .) der von den natürlichen Kräften er zeugte Druck berechnet wird, mit dem eine Luftströmung in/ aus dem Raum/Hallenraum (H₁, H₂, . . .) erfolgt, ohne dass ein Ventilator (P_p und/oder P_t) benutzt wird, und wenn festge stellt wird, dass eine Luftströmung ohne Ventilator (P_p und/oder P_t) erzielt werden kann derart, dass alle gewünsch ten Luftströmungen aus dem/den Raum/Räumen/Hallenraum (H₁, H₂ . . .) ohne Ventilatorbetrieb verwirklicht werden, der Ven tilator (P_p, P_t) ausgeschaltet wird, wobei die Lüftung nur aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Raum und Außenluft erfolgt.

2. Lüftungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass in dem Verfahren luftströmungsregelnde Venti le wie Regelklappen (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) geregelt werden derart, dass bei einer Änderung des Luftdurchfluss sollwerts eines der Ventile wie Regelklappe (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) und der durch das betreffende Ventil (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) erfolgenden Strömung aufgrund der be treffenden Änderung neue Sollwerte für die übrigen Ventile (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) errechnet werden derart, dass die Luftströmungen in die anderen Räume/aus den anderen Räu men auf ihren im voraus eingestellten gewünschten Werten bleiben.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren Ventile wie Re gelklappen (Sp_1,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) geregelt werden derart, dass das Druckniveau des Kanalsystems (Kp, Kt) auf seinem Minimum ist und trotzdem bei dem betreffenden Druck niveau die gewünschten Luftströmungen in die Räume/aus den Räumen (H₁, H₂) verwirklicht werden.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren ein Lüftungska nalsystem verwendet wird, das zumindest einen austrittssei tigen Ventilator (P_p) aufweist, der mit einem Hauptkanal (e₂) verbunden ist, der sich in Raumkanäle und Abzweigungs kanäle teilt, die sich weiter in Raumkanäle teilen und dass das austrittsseitige Kanalsystem für die aus den Räumen kom mende Luftströmung Regelventile zur raumspezifischen Rege lung der Luftströmungen aufweist und dass in dem Verfahren in dem Raum ein Temperaturmessgeber (TE₁, TE₂ . . .) zum Messen der Temperatur ist und dass die außerhalb der Räume vorhan dene Luft von einem Außenluft-Temperaturmessgeber (TE_U) er fasst wird und dass die Messgeber eine Datenübertragungsver bindung zur Zentraleinheit (KY) aufweisen, in der aufgrund der gemessenen/erfassten Temperaturwerte die Luftdichten be stimmt werden und dass weiter über diese der Druck bestimmt wird, bei dem die Luftströmung nur aufgrund von natürlichen Kräften ohne Benutzung eines Ventilators erfolgt und dass in dem Verfahren in der Zentraleinheit (KY) aufgrund des von den berechneten natürlichen Kräften erzeugten Druckes ermit telt wird, ob der betreffende Druck Luftströmungen in die Räume erzeugt und wenn dies so ist, der Ventilator ausge schaltet wird und die Ventile aufgrund von von der Zentral einheit (KY) erzeugten Regelungsdaten selbständig gesteuert werden, wobei der Ventilator/die Ventilatoren (P_p, P_t) aus geschaltet sind.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren in dem betref fenden zu be- und entlüftenden Raum ein Temperaturmessgeber (TE₁, TE₂, TE₃) untergebracht ist und dass an der Außenluft ebenfalls ein Temperaturmessgeber (TE_U) angebracht ist und dass aufgrund der in dem Verfahren gemessenen Temperaturen die im Raum vorhandene Luftdichte bestimmt wird und die Dif ferenz zwischen der Luftdichte in dem Raum und der Luftdich te der Außenluft raumspezifisch berechnet wird und dass in dem Verfahren der Höhenunterschied zwischen dem Ende des Eintrittskanalsystems und dem Ende des Austrittskanalsystems erfasst wird und aufgrund der genannten Daten der durch die natürlichen Kräfte erzeugte Druck berechnet wird, mit dem die Luftströmung ohne Ventilatorbetrieb erfolgt, und dass in dem Verfahren der durch die natürlichen Kräfte erzeugte Druck raumspezifisch ermittelt wird und in dem System ge prüft wird, ob der durch die natürlichen Kräfte in den je weiligen Etagen erzeugte Druck die gewünschte Luftströmung auch dann erzeugen kann, wenn die Drosselungen der Ventile auf ihrem Minimum sind und der Luftanforderungsbedarf somit auf seinem Maximum ist und wenn festgestellt wird, dass der oben genannte berechnete etagenspezifische durch die natür lichen Kräfte erzeugte Druck ausreicht, die gewünschten Luftströmungen zu erzeugen, der Ventilator/die Ventilatoren (P_p, P_t) ausgeschaltet werden.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren die Sollwerte der Luftströmung für das jeweilige Ventil wie Regelklappe (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) in bestimmten Zeitabständen gegeben werden, wobei die Temperaturen in den Räumendem Raum (H₁, H₂) und an der Außenluft in bestimmten Zeitabstän den gelesen werden und dass die Sollwertkombination für die einzelnen Ventile (Sp₁,p, Sp₂,p . . . Sp₁,t, Sp₂,t) gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig in Zeitabständen gegeben werden.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren am Ventilator (P_p, P_t) oder in dessen Nähe ein Umführungskanal (e₂', e₂₀', e₄₀) vorhanden ist, durch den eine freie Strömung ermöglicht wird, wenn der Ventilator (P_p oder P_t) nicht benutzt wird.

8. Lüftungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüftungssystem eine Zentraleinheit (KY) aufweist, in der der mit natürlichen Kräften erzeugte Druck berechnet wird, bei dem die Luftströmung nur aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Innenraum/Hallenraum und Außenluft erfolgt, und wenn die Zentraleinheit (KY) feststellt, dass das betreffen de Druckniveau zur Erzeugung einer ausreichenden Luftströ mung ausreicht, der Ventilator ausgeschaltet wird, wobei das System am Ventilator (P_p und/oder P_t) einen Umführungskanal (e₂', e₂₀', e₂₀₀) aufweist, womit die Luftströmung durch den betreffenden Umführungskanal (e₂, e₂₀', e₂₀₀) erfolgt, wo bei der Ventilator (P_p, P_t) ausgeschaltet ist, und dass das System Datenübertragungsbusse (n₁, n₂ . . .) von der datenverar beitenden Einheit (KY) zur jeweiligen Reglereinheit (P_s1,t, P_s1,1, P_s2,t, P_s2,1 . . .) der Regelventile (Sp_1,t, Sp_1,1, Sp_2,t, . . .) und Datenübertragunsgbusse (n₁, n₂ . . .) von den in den Räumen vorhandenen Temperaturmessgebern (TE₁, TE₂ . . .) und dem Außenluft-Temperaturmessgeber (TE_U) zur datenverar beitenden Einheit (KY) aufweist, wobei aufgrund von in der Einheit (KY) programmseitig erzeugten Regeldaten die Ventile geregelt werden derart, dass die Luftströmung aus dem/zu dem jeweiligen Raum in gewünschter Weise erfolgt und derart, dass wenn eine in einen/aus einem Raum (H₁, H₂ . . .) kommende Luftströmung durch Regelung des zu dem jeweiligen Raum gehö renden Ventils (Sp_1,p, Sp_2,p . . . Sp_1,t, Sp_2,t) geändert wird, werden auch die anderen zum System gehörenden Ventile derart geregelt, dass die durch diese erfolgenden Luftströmungen unverändert und auf ihren im voraus eingestellten Werten bleiben.