DE102011000525A1

DE102011000525A1 - Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer

Info

Publication number: DE102011000525A1
Application number: DE102011000525A
Authority: DE
Inventors: Albert Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-09
Also published as: US9759443B2; US20140051345A1; EP2702333B1; EP2702333A1; WO2012103979A1; AU2011358211A1; AU2011358211B2; CN103492813B; IL227791A0; CN103492813A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer (10), in die über einen ersten zuführenden Kanal (12) und über zumindest einen weiteren zuführenden Kanal (14) Luft zugeführt wird. Aus der Mischkammer (10) wird Luft über einen abführenden Kanal (16) abgeführt. Die Luftzufuhr Volumensteuerung – in die Mischkammer (10) aus den zuführenden Kanälen (12, 14) wird jeweils über Klappen (18, 20) mit mehreren Klappenblättern (22, 24) und/oder mehreren Klappeneinheiten mit jeweils mehreren miteinander gekoppelten Klappenblättern (22, 24) gesteuert. Erfindungsgemäß werden die Klappenblätter (22, 24) und/oder die Klappeneinheiten individuell angesteuert und es wird eine individuelle Öffnungsstellung der jeweiligen Klappenblätter (22, 24) oder der Klappeneinheiten mit den Klappenblättern (22, 24) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 10 angegebenen Art.
Eine Mischkammer einer Lüftungsanlage wird von mindestens zwei luftzuführenden Kanälen gespeist, welche beispielsweise Frischluft und/oder Umluft zuführen können. Der Mischkammer nachgeschaltet ist ein Ventilator, der in der Mischkammer einen Unterdruck erzeugt. Über einen von der Mischkammer luftabführenden Kanal wird die gemischte Luft dem Ventilator zugeführt, dort weiter gemischt und schlussendlich in der Lüftungsanlage bestimmungsgemäß zu dem zu belüftenden Raum oder den zu belüftenden Räumen weitergeleitet. Es ist dabei auch bekannt, der Mischkammer mehr als zwei Kanäle zuzuführen.
Jeder zuführende Kanal hat jeweils eine Zuluftklappe, die mehrere Klappenblätter aufweisen kann. Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung ist die Zuluftklappe oder Klappe die ganze Einheit, welche zumindest ein Klappenblatt aufweist Bei großen zuführenden Kanälen können auch mehrere Klappenblätter zu Klappeneinheiten zusammengefasst sein. Die Klappenblätter einer Klappeneinheit sind im Hinblick auf ihren Antrieb miteinander gekoppelt Diese miteinander gekoppelten Klappenblätter bilden eine Einheit, die jeweils gleiche Öffnungsstellungen einnehmen. Mehrere Klappeneinheiten. bilden dabei eine Zulufklappe. Zu unterscheiden hiervon ist die bauliche Zusammenfassung von Klappenblättern in einem Rahmen. Dies sind keine Klappeneinheiten im Sinne der Erfindung.
In der Regel sind mehrere Klappenblätter pro Zuluftklappe oder mehrere Klappeneinheiten je Zuluftklappe vorgesehen. Die Klappenblätter sind dabei so miteinander gekoppelt sind, dass die Klappenblätter jeweils eine gleiche Öffnungsstellung einnehmen. Die Stellung benachbarter Klappenblätter zueinander ist normalerweise gegenläufig, d. h. die Öffnungswinkel sind gleich, da sie über eine Weile und/oder über ein Getriebe miteinander gekoppelt sind, jedoch die Ausrichtung der Klappen und die Klapprichtung ist unterschiedlich.
Die Öffnungsstellungen der Zuluftklappen der beiden der Mischkammer luftzuführenden Kanäle sind voneinander abhängig. Beispielsweise gibt es eine Öffnungsstellung in einem Luft zuführenden Kanal von 90%, im anderen Luft zuführenden Kanal von 10%. Möglich ist auch eine Öffnungsstellung in beiden Luft zuführenden Kanälen von 100%.
Bei unterschiedlichen Öffnungsstellungen ist es das Ziel der Mischkammer die über die beiden Kanäle der Mischkammer zugeführte Luft miteinander zu vermischen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass trotz des durch einen der Mischkammer nachgeschalteten Ventilator erzeugten Unterdrucks in der Mischkammer es auch nach diesem Ventilator zu so genannten Schichtungen kommt, das heißt, dass es beispielsweise Temperaturunterschiede in der Luft im von der Mischkammer luftabführenden Kanal von bis zu 10°C und mehr geben kann. Dies tritt auch in Strömungsrichtung nach dem Ventilator auf, durch den die Luft der beiden Kanäle noch einmal gemischt wird. Gleiches gilt für die anderen physikalischen Kennwerte wie Feuchte, Druck, Dichte, aber auch für die Luftqualität, wie beispielsweise Sauerstoffgehalt, Schadstoffgehalt, CO₂-Gehalt.
Es ist bekannt, dieses Problem durch feste Einbauten in der Mischkammer oder in dem von der Mischkammer abführenden Kanal, in der Regel der sogenannte Zuluftkanal, zu lösen, beispielsweise durch Lochbleche, Ablenkbleche, Induktionseinrichtungen und ähnliches. Ein Problem dieser festen Einbauten ist jedoch, dass der sich daraus ergebende erhöhte Strömungswiderstand permanent ist, unabhängig davon, ob es zu einer Schichtung kommen kann. Diese Einbauten vermindern permanent den. Wirkungsgrad der Lüftungsanlage. Eine Schichtung in dem abführenden Kanal wird aber nur dann eintreten, wenn der Mischkammer Luft mit unterschiedlichen physikalischen Kennwerten und/oder Luftqualitäten zugeführt wird beispielsweise Luft mit unterschiedlichen Temperaturen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 oder Anspruches 10 angegebenen Art derart weiter zu bilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile die Voraussetzungen für eine bessere Durchmischung, aber auch für einen höheren Wirkungsgrad der Lüftungsanlage geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen und durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 10 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass die Bewegungsenergie der der Mischkammer zugeführten Luft ausgenutzt wird, um eine bessere Durchmischung der Luft in der Mischkammer zu gewährleisten. Im Bedarfsfall lenken nunmehr die Klappenblätter oder die Klappeneinheiten die Zuluft des einen Kanals in Richtung des anderen Kanals. Hierdurch kommt es dann zu einem Aufeinandertreffen der Luftströme und zu einer verbesserten Durchmischung. Der Strömungswiderstand erhöht sich. Weist die Luft beispielsweise gleiche Temperaturen auf, es ist somit keine Durchmischung gewünscht, werden die Klappenblätter im Sinne einer Verringerung des Strömungswiederstandes ausgerichtet Der Strömungswiderstand wird also befarfsabhängig so verändert, dass die Klappen im Sinne einer besseren Durchmischung oder einer Minimierung des Strömungswiederstandes verstellt werden. Dies gewährleistet eine individuelle Ansteuerung der Klappenblätter bzw. der Klappeneinheiten, wodurch sich der Wirkungsgrad der Lüftungsanlage auf einfache Weise erhöhen lässt
Bei Lüftungsanlagen mit großen Kanalquerschnitten können aus konstruktiven Gründen auch Klapperblätter in einem Rahmen zusammengefasst sein, die dann ebenfalls eine bauliche Einheiten bilden. Solange die Klappenblätter jedoch in der Einheit nicht antriebsmäßig mitteinander gekoppelt sind, sind dies keine Klappeneinheiten im Sinne dieser Patentanmeldung. Die Klappenblätter in einer baulichen Einheit werden nach der Erfindung individuell angesteuert und angetrieben. Sind demgegenüber Klappeneinheiten vorgesehen, die jeweils miteinander gekoppelte Klappenblätter aufweisen, werden die Klappeneinheiten individuell angesteuert und angetrieben.
Insbesondere bei einer unterschiedlichen Zuluftverteilung zwischen zwei Luft zuführenden Kanälen ist es notwendig, dass die Zuluft mit dem geringeren Zuluftanteil in Richtung des anderen Zuluftkanals gelenkt wird, um die bessere Durchmischung zu gewährleisten.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung werden daher die Klappenblätter und/oder die Klappeneinheiten individuell angesteuert Dafür weisen die Klappenblätter oder Klappeneinheiten jeweils einen eigenen Antrieb auf. Eine individuelle Öffnungsstellung der jeweiligen Klappenblätter oder der Klappeneinheiten mit den Klappenblättern wird damit ermöglicht Hierdurch werden die Voraussetzungen geschaffen, um bedarfsabhängig die Ausrichtung der Klappenblätter zu verändern, und zwar unter dem Gesichtspunkt einer besseren Durchmischung, einer Optimierung des Strömungswiderstandes und/oder der Optimierung der Geräuschentwicklung.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden zur verbesserten Durchmischung die Klappenblätter oder die Einheiten von Klappenblättern der Klappeneinheiten so ausgerichtet, dass die aus einem Kanal zugeführte Luft in Richtung des anderen zuführenden Kanals gelenkt wird. Das Merkmal „In Richtung des anderen zuführenden Kanals” ist im Hinblick auf zueinander im Winkel angeordnete zuführende Kanäle eindeutig. Im Hinblick auf einander gegenüberliegende zuführende Kanäle ist unter diesem Merkmal zu verstehen, dass die Klappenblätter zum Zwecke einer besseren Durchmischung in Richtung von dem abführenden Kanal weg ausgerichtet sind. Die Luft wird somit zunächst von dem abführenden Kanal weg geleitet, bevor der Unterdruck die Luft in den abführenden Kanal zwingt.
Der Bedarf einer guten Durchmischung stellt sich vor allem bei unterschiedlichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei unterschiedlicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen. Insofern wird die Durchmischung durch Ausrichtung der Klappenblätter in diesen Fällen optimiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden zur Energieeinsparung die einzelnen Klappenblätter und/oder die Einheiten von Klappenblätter der Klappeneinheiten so ausgerichtet werden, dass die über die zuführenden Kanäle zugeführte Luft in Richtung des abführenden Kanals gelenkt wird.
Der Bedarf einer Energieeinsparung stellt sich vor allem bei annähernd gleichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei annähernd gleicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen. Eine Durchmischung ist dann nicht erforderlich, da die physikalischen Kennwerte und/oder die Qualität der Luft aus den zuführenden Kanäle gleich ist Insofern kann ohne weiteres nunmehr die Energieeinsparung durch Ausrichtung der Klappenblätter optimiert werden.
Um die Klappenblätter entsprechend für eine Durchmischung und oder für eine Energieeinsparung zu steuern, werden vorzugsweise die physikalischen Kennwerte der Luft in den zuführenden Kanälen und/oder die Qualität der Luft in den zuführenden Kanälen über Sensoren ermittelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird in Abhängigkeit der benötigten Luftmenge eines zuführenden Kanals nur ein Teil der Klappenblätter und/oder der Klappeneinheiten mit ihren Klappenblättern, insbesondere mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln, geöffnet. Hierdurch kann die Durchmischung auf der einen Seite aber auch die Energieeinsparung auf der anderen Seite optimiert werden.
Dieser Effekt kann gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung noch weiter verbessert werden, wenn je nach Ausrichtung des Öffnungswinkel der Klappenblätter zur Lenkung der Luft – Energieeinsparung, Durchmischung – eine priorisierte Ansteuerung der einzelnen Klappenblätter oder Klappeneinheiten im Hinblick auf die Reihenfolge der zuerst zu öffnenden Klappenblätter bzw. Klappeneinheiten der den jeweiligen zuführenden Kanälen zugeordneten Klappen vorgenommen wird.
Es können auch mehr als zwei zuführende Kanäle vorgesehen sein, wobei dann die Klappenblätter oder Klappeneinheiten entsprechend gesteuert werden. Auch ist es möglich, dass mehrere abführende Kanäle vorgesehen sind.
Gemäß einem anderen Aspekt des Verfahrens zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer wird in die über einen ersten zuführenden Kanal und über zumindest einen weiteren zuführenden Kanal Luft zugeführt. Aus der Mischkammer wird Luft über einen abführenden Kanal abgeführt. Die Luftzufuhr – Volumensteuerung – in die Mischkammer wird aus den zuführenden Kanälen jeweils über Klappen mit jeweils mindestens einem Klappenblatt gesteuert wird. Nach der Erfindung wird zur verbesserten Durchmischung jeweils das Klappenblatt so ausgerichtet, dass die in dem einen zuführenden Kanal zugeführte Luft in Richtung des anderen zuführenden Kanals gelenkt wird. Zur Energieeinsparung wird das Klappenblatt dann so ausgerichtet, dass die zugeführte Luft in Richtung des abführenden Kanals gelenkt wird. Je nach Bedarf – bessere Durchmischung oder Energieeinsparung – werden somit die Klappenblätter in unterschiedliche Öffnungsstellungen und Ausrichtungen geschwenkt.
Insbesondere wird bei unterschiedlichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei unterschiedlicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen die Durchmischung durch Ausrichtung der Klappenblätter optimiert.
Demgegenüber kann bei annähernd gleichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei annähernd gleicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen die Energieeinsparung durch Ausrichtung der Klappenblätter optimiert werden. Die Ausrichtung der Klappenblätter und der Bedarf bestimmen sich somit aufgrund gleicher oder unterschiedlicher physikalischer Kennwerte und/oder Luftqualitäten. Ergänzend oder alternativ kann die Ausrichtung der Klappenblätter auch in Abhängigkeit einer Optimierung der Geräuschentwicklung in der Mischkammer erfolgen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet
1 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und einem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach dem Stand der Technik.
2 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach der Erfindung für den Fall, dass keine Luft aus dem zweiten zuführenden Kanal der Mischkammer zugeführt wird;
3 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach der Erfindung für den Fall, dass aus dem zweiten Luft der Mischkammer zuführenden Kanal nur ein Teil der Mischkammer zugeführt wird und eine gute Durchmischung der Luft aus dem ersten und zweiten Kanal in der Mischkammer stattfinden soll;
4 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach der Erfindung für den Fall, dass aus dem ersten und zweiten Luft der Mischkammer zuführenden Kanal nur ein Teil der Mischkammer zugeführt wird und eine gute Durchmischung der Luft aus dem ersten und zweiten Kanal in der Mischkammer stattfinden soll;
5 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit zwei einer Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und einem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klapperblätter nach der Erfindung für den Fall, dass keine Luft aus dem ersten zuführenden Kanal der Mischkammer zugeführt wird;
6 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klapperblätter nach der Erfindung für den Fall, dass aus dem ersten und zweiten Luft der Mischkammer zuführenden Kanal nur ein Teil der Mischkammer zugeführt wird und ein geringer Strömungswiderstand für die der Mischkammer zuführende Luft und somit eine Energieeinsparung stattfinden soll;
7 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach der Erfindung für den Fall, dass aus dem ersten und zweiten Luft der Mischkammer zuführenden Kanal nur ein Teil der Mischkammer zugeführt wird und eine gute Durchmischung der Luft aus dem ersten und zweiten Kanal in der Mischkammer stattfinden soll, wobei die zuführenden Kanäle gegenüberliegend angeordnet sind.
8 eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer mit den zwei der Mischkammer Luft zuführenden Kanälen und dem von der Mischkammer Luft abführenden Kanal mit einer Steuerung der Klappenblätter nach der Erfindung für den Fall, dass aus dem ersten und zweiten Luft der Mischkammer zuführenden Kanal nur ein Teil der Mischkammer zugeführt wird und ein geringer Strömungswiderstand für die der Mischkammer zuführende Luft und somit eine Energieeinsparung stattfinden soll, wobei die zuführenden Kanäle gegenüberliegend angeordnet sind.
In 1 ist eine schematische Ansicht auf eine Mischkammer 10 einer Lüftungsanlage mit zwei der Mischkammer 10 Luft zuführenden Kanälen 12 und 14 und einem von der Mischkammer 10 Luft abführenden Kanal 16 nach dem Stand der Technik dargestellt. Der erste Luft zuführende Kanal 12 ist gegenüber dem zweiten Luft zuführenden Kanal 14 in einem rechten Winkel angeordnet Der abführende Kanal 16 ist gegenüberliegend dem zweiten zuführenden Kanal 14 angeordnet Dazwischen befindet sich die Mischkammer 10. Jeder zuführende Kanal 12,14 weist an seinem Eingang 12a, 14a jeweils eine Zuluftklappe 18, 20 auf. Jede Zuluftklappe 18, 20 ist mit mehreren über ein. Getriebe mit einander gekoppelter Klappenblätter 22 bzw. 24 versehen. Die Klappenblätter 22, 24 sind so miteinander gekoppelt, dass sie jeweils gleiche Öffnungswinkel in einer Zuluftklappe 18, 20 einnehmen. Sie können jedoch, wie dies in 1 dargestellt ist, benachbart zueinander gegenläufig ausgerichtet sein, jedoch einen gleichen Öffnungswinkel aufweisen.
Im vorliegenden Beispiel gemäß 1 weisen die Klappenblätter 22 der Zuluftklappe 18 als auch die Klappenblätter 24 der Zuluftklappe 20 einen Öffnungswinkel von 45° auf. Es ergibt sich eine Vermischung der zugeführten Luft aus dem ersten Zuluftkanal 12 mit der Luft aus dem zweiten Zuluftkanal 14 von 50:50 in der Mischkammer 10. Der Mischkammer 10 ist ein hier nicht dargesteller Ventilator nachgeschaltet, der in der Mischkammer 10 und auch in den zuführenden Kanälen 12 und 14 einen Unterdruck erzeugt und die zugeführte Luft über den abführenden Kanal 16 abführt.
Es können auch in den zuführenden Kanälen 12, 14 Ventilatoren eingebaut sein, die die zugeführte Luft in die Mischkammer 10 drückt und aus dieser wieder heraus in den abführenden Kanal 16.
Beispielsweise bei großen Temperaturunterschieden der zugeführten Luft im ersten Zuluftkanal 12 gegenüber dem zweiten Zuluftkanal 14 kann es zu sogenannten Schichtungen in dem Luft aus der Mischkammer abführenden Kanal 16 kommen, die auch nach Passieren des der Mischkammer 10 nachgeschalteten Ventilators noch erhalten bleiben. Derartige Schichtungen können Temperaturunterschiede von beispielsweise 10°C und mehr aufweisen, was nicht erwünscht ist Nach der Erfindung wird daher jedes Klappenblatt 22 bzw. 24 individuell angetrieben und angesteuert Hierdurch ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten zur Optimierung der Durchmischung, aber auch zur Energieeinsparung in der Lüftungsanlage und somit Möglichkeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Lüftungsanlage.
In 2 ist in einer schematischen Ansicht eine Mischkammer 10 mit den zwei der Mischkammer 10 Luft zuführenden Kanälen 12 und 14 und dem von der Mischkammer 10 Luft abführenden Kanal 16 dargestellt Im vorliegenden Fall ist der erste zuführende Kanal 12 durch die Klappenbläter 22 geschlossen. Wohingegen die Klappenblätter 24 vollkommen geöffnet sind. Dabei wird jedes Klappenblatt 22 der Zuluftklappe 18 und jedes Klappenblatt 24 der Zuluftklappe 20 von einem eigenen Motor angetrieben und individuell angesteuert Somit kann jedes Klappenblatt individuell bewegt und einen eigenen Öffnungswinkel einnehmen, wie es an Hand der folgenden 3 bis 8 deutlich wird.
In 3 ist ein Durchmischungsfall dargestellt Hierbei wird beispielsweise 90% der Luft aus dem zuführenden Kanal 14 und 10% der Luft aus dem zuführenden Kanal 12 der Mischkammer 10 zugeführt Es handelt sich hierbei um Volumenverhältnisse. Hierfür sind die Klappenblätter 24 der Zuluftklappe 20 alle geöffnet und in Richtung auf den ersten Zuluftkanal 12 ausgerichtet Bei der Zuluftklappe 18 ist nur ein Teil der Klapperblätter 22 geöffnet, jedoch mit unterschiedlichem Öffnungswinkel. Jedoch sind die Klappenblätter 22 auch hier in Richtung auf den anderen Zuluftkanal, nämlich dem zweiten Zuluftkanal 14 ausgerichtet Hierdurch werden die Luftströme aus dem Kanal 12 und aus dem Kanal 14 aufeinander geleitet, es kommt zu Verwirbelungen und somit zu einer optimierten Vermischung in der Mischkammer 10. Schichtungen im nachfolgenden abführenden Kanal 16 werden dadurch vermieden.
In 4 ist ein weiterer Durchmischungsfall gezeigt, wobei in diesem Fall ungefähr 60% aus dem ersten Zuluftkanal 12 und 40% aus dem zweiten Zuluftkanal 14 der Mischkammer 10 an Luft zugeführt wird. In diesem Fall sind die Klappenblätter 22, der Zuluftklappe 18 als auch die Klappenblätter 24 der Zuluftklappe 20 mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln versehen, jedoch alle auf den jeweils anderen Zuluftkanal bzw. deren Eingang 12a, 14a zur Mischkammer 10 ausgerichtet.
In 5 ist der Fall dargestellt, dass die Zuluftklappe 20 geschlossen ist, das heißt, die Klapperblätter 24 der Zuluftklappe 20 sind alle geschlossen. Dem gegenüber sind die Klapperblätter 22 der Zuluftklappe 18 alle in einem gleichen Öffnungswinkel geöffnet Es wird somit nur Luft aus dem ersten Zuluftkanal 12 der Mischkammer 10 zugeführt und von dort über den Luft abführenden Kanal 16 in der Lüftungsanlage weitergeleitet.
In 6 ist der Fall dargestellt, dass in der Mischkammer nicht die Durchmischung im Vordergrund steht, sondern eine möglichst große Reduzierung des Strömungswiederstandes, also eine Energieeinsparung. In diesem Fall sind die Klappenblätter 22 der Zuluftklappe 18 und die Klapperblätter 24 der Zuluftklappe 20 von dem jeweils anderen zuführenden Kanal 12 bzw. 14 weg gerichtet, nämlich in Richtung des Luft abführenden Kanals 16. Hierdurch wird der Strömungswiederstand erheblich verringert, es kommt zu einer optimierten Energieeinsparung in der Lüftungsanlage.
In 7 und 8 ist eine weitere Variante einer Lüftungsanlage mit Mischkammer 10 dargestellt In diesem Fall sind die beiden zuführenden Kanäle 12 und 14 einander gegenüberliegend angeordnet Die 7 zeigt hierbei den Durchmischungsfall und die 8 den Energiesparfall.
In 7 sind die Klappenblätter 22 der Zuluftklappe 18 auf der einen Seite und die Klappenblätter 24 der Zuluftklappe 20 auf der anderen Seite von dem abführenden Kanal 16 weg ausgerichtet Hierdurch kommt es zu einem Zuströmen aus dem ersten Zuluftkanal 12 und aus dem zweiten Zuluftkanal 14 derart, dass die Strömungen von dem abführenden Kanal 16 weggeleitet werden, dann aufeinander treffen und es zu Verwirbelungen und somit zu einer optimierten Durchmischung in der Mischkammer 10 kommt Die Strömung wird dabei jeweils von dem abführenden Kanal 16 durch die Klappenblätter 22 und 24 weggeleitet.
Anders ist die Situation in 8, hier sind die Klappenblätter 22 der Zuluftklappe 18 und die Klappenblätter 24 der Zuluftklappe 20 in Richtung auf den abführenden Kanal 16 ausgerichtet. Hierdurch wird der Strömungswiederstand vermindert und dadurch die Lüftungsanlage im Sinne einer Energieeinsparung optimiert.
Gemäß einer hier nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Klappenblätter 22, 24 zu Klappeneinheiten zusammengefasst werden. Derartige Klappeneinheiten sind insbesondere bei zuführenden Kanälen 12, 14 mit großen Kanalquerschnitten vorgesehen. Dabei können mehrere Klappenblätter 22, 24 von Klappeneinheiten untereinander miteinander gekoppelt sein. Die dadurch entstehenden Untereinheiten werden nunmehr individuell angesteuert und weisen einen eigenen Antrieb auf. Die Einheiten können somit ihre Klappenblätter 22, 24 jeweils individuell von den anderen Einheiten bewegen und weisen hierfür die entsprechenden Antriebe mit Getrieben und/oder Stellmotoren auf. Ansonsten werden die Einheiten entsprechend gesteuert wie dies anhand der 2 bis 8 für die Klappenblätter 22, 24 dargestellt wurde.
Bei zuführenden Kanälen 12, 14 mit einem kleinen Durchmesser und nur einem Klappenblatt 22, 24 ist diese so ausgebildet, dass für den Durchmischungsfall das Klappenblatt 22, 24 der einen Zuluftklappe 18, 20 des einen zuführenden Kanals 12, 14 in Richtung auf den anderen zuführenden Kanal 12, 14 ausgerichtet werden kann und für den Energiesparfall in Richtung auf den abführenden Kanal 16. Hierdurch kann die erfinderische Idee auch bei Lüftungsanlagen mit einem Klappenblatt 22, 24 ohne weiteres einfach umgesetzt werden.
Grundsätzlich hängt der Durchmischungsfall der Klappenblätter 22, 24 oder der Einheiten von Klappenblättern 22, 24 von unterschiedlichen physikalischen Kennwerten der zugeführten Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte oder von unterschiedlicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt in den einzelnen zuführenden Kanälen 12, 14 ab. Gibt es hierbei Unterschiede, so ist die Anlage für eine optimierte Durchmischung und somit die Klappenblätter 22, 24 entsprechend einzustellen und auszurichten, wie dies oben beschrieben wurde. Sollten jedoch die physikalischen Kennwerte oder die Qualität der Luft in den zuführenden Kanälen gleich oder zumindest annähernd gleich sein, so sind die Klappenblätter 22, 24 im Sinne einer Energieoptimierung der Lüftungsanlage, also im Sinne einer Ausrichtung der Klappenblätter 22, 24 mit einem möglichst geringen Strömungswiederstand zu steuern.
Um die einzelnen Fälle jeweils zu erfassen, sind in den zuführenden Kanälen 12, 14 jeweils hier nicht dargestellte Sensoren eingebracht, die mit einer zentralen Recheneinheit zusammen wirken. In der zentralen Recheneinheit wird durch Vergleich der ermittelten physikalischen Kennwerte der Luft oder der Kennwerte für die Qualität der Luft entschieden, wie die Klappenblätter ausgerichtet werden, also in welchem Mischungsverhältnis die Luft aus dem einen zuführenden Kanal 12, 14 mit der Luft aus dem anderen Luft zuführenden Kanal 12, 14 gemischt wird, aber auch ob ein Durchmischungsfall oder Energiesparfall vorliegt.
Die Klappenblätter 22, 24 werden in Abhängigkeit der benötigten Luftmenge aus einem zuführenden Kanal 12, 14 vollständig oder nur zum Teil geöffnet. Wie ausgeführt wurde, ist es bei einer Teilöffnung der Klappenblätter 22, 24 auch möglich, dass die Klappenblätter 22, 24 unterschiedliche Öffnungswinkel aufweisen.
Des Weiteren werden die Klappenblätter 22, 24 durch die zentrale Recheneinheit priorisiert angesteuert, um eine optimierte Durchmischung oder eine optimierte Energieeinsparung zu erreichen. Dabei werden die einzelnen Klappenblätter 22, 24 oder Klappeneinheiten im Hinblick auf die Reihenfolge der zuerst zu öffneten und der zuletzt zu öffnenden Klappenblätter 22, 24 bzw. Klappeneinheiten angesteuert.
Unabhängig von der Luftqualität und den physikalischen Kennwerten ist es nunmehr auch möglich, die Klappenblätter 22, 24 oder die Klappeneinheiten im Sinne einer optimierten Geräuschentwicklung zu steuern. Eine derartige Steuerung ist zum einen vom Luftbedarf, von den physikalischen Kennwerten, von der Luftqualität, vom Mischbedarf und Energiesparbedarf, von auftretendem Strömungswiederstand durch die Stellung der Klappenblätter als auch von der Ausrichtung der Klapperblätter abhängig. Je nach Anwendungsfall ergeben sich im Sinne einer Geräuschoptimierung unterschiedliche Ausrichtungen und Klapperstellungen der jeweiligen Zuluftklappen.
Bezugszeichenliste

10: Mischkammer
12: erster Luft zuführender Kanal
12a: Eingang zur Mischkammer
14: zweiter Luft zuführender Kanal
14a: Eingang zur Mischkammer
18: Zuluftklappe des ersten zuführenden Kanals
20: Zuluftklappe des zweiten zuführenden Kanals
22: Klappenblatt der Zuluftklappe 18
24: Klappenblatt der Zuluftklappe 20

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer (10), in die über einen ersten zuführenden Kanal (12) und über zumindest einen weiteren zuführenden Kanal (14) Luft zugeführt wird, aus der Mischkammer (10) Luft über einen abführenden Kanal (16) abgeführt wird, die Luftzufuhr – Volumensteuerung – in die Mischkammer (10) aus den zuführenden Kanälen (12, 14) jeweils über Klappen (18, 20) mit mehreren Klappenblättern (22, 24) und/oder mehreren Klappeneinheiten mit jeweils mehreren miteinander gekoppelten Klappenblättern (22, 24) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenblätter (22, 24) und/oder die Klappeneinheiten individuell angesteuert werden und eine individuelle Öffnungsstellung der jeweiligen Klappenblätter (22, 24) oder der Klappeneinheiten mit den Klappenblättern (22, 24) ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur verbesserten Durchmischung die Klappenblätter (22, 24) oder die Einheiten von Klappenblätter (22, 24) der Klappeneinheiten so ausgerichtet werden, dass die in dem einen zugeführten Kanal (12, 14) zugeführte Luft in Richtung des anderen zuführenden Kanals (14 bzw. 12) gelenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei unterschiedlicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen (12, 14) die Durchmischung durch Ausrichtung der Klappenblätter (22, 24) optimiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Energieeinsparung die Klappenblätter (22, 24) und/oder die Einheiten von Klappenblätter (22, 24) der Klappeneinheiten so ausgerichtet werden, dass die zugeführte Luft in Richtung des abführenden Kanals (16) gelenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei annähernd gleichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei annähernd gleicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen (12, 14) die Energieeinsparung durch Ausrichtung der Klappenblätter (22, 24) optimiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalischen Kennwerte der Luft in den zuführenden Kanälen (12, 14) und/oder die Qualität der Luft in den zuführenden Kanälen (12, 14) über Sensoren ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der benötigten Luftmenge aus einem zuführenden Kanal (12, 14) nur ein Teil der Klappenblätter (22, 24) und/oder der Klappeneinheiten mit ihren Klappenblättern (22, 24) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teilöffnung der Klappenblätter (22, 24) diese unterschiedlichen Öffnungswinkel aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Ausrichtung des Öffnungswinkel der Klappenblätter (22, 24) zur Lenkung der Luft – Energieeinsparung, Durchmischung – eine priorisierte Ansteuerung der einzelnen Klappenblätter (22, 24) oder Klappeneinheiten im Hinblick auf die Reihenfolge der zuerst zu öffnenden Klappenblätter (22, 24) bzw. Klappeneinheiten vorgenommen wird.
Verfahren zum Betreiben einer Lüftungsanlage mit einer Mischkammer (10), in die über einen ersten zuführenden Kanal (12) und über zumindest einen weiteren zuführenden Kanal (14) Luft zugeführt wird, aus der Mischkammer (10) Luft über einen abführenden Kanal (16) abgeführt wird, die Luftzufuhr – Volumensteuerung – in die Mischkammer (10) aus den zuführenden Kanälen (12, 14) jeweils über Klappen mit jeweils einem Klappenblatt (22, 24) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur verbesserten Durchmischung jeweils das Klappenblatt (22, 24) so ausgerichtet wird, dass die aus einem Kanal (12, 14) zugeführte Luft in Richtung des anderen zuführenden Kanals (14, bzw. 12) gelenkt wird, und dass zur Energieeinsparung das Klappenblatt (22, 24) so ausgerichtet wird, dass die aus den zuführenden Kanälen (12, 14) zugeführte Luft in Richtung des abführenden Kanals (16) gelenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei unterschiedlicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen (12, 14) die Durchmischung durch Ausrichtung der Klappenblätter (22, 24) optimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei annähernd gleichen physikalischen Kennwerten der Luft, wie Temperatur, Druck, Dichte, Feuchte, und/oder bei annähernd gleicher Qualität der Luft, wie Sauerstoffgehalt, CO₂-Gehalt, Schadstoffgehalt, in den einzelnen zuführenden Kanälen (12, 14) die. Energieeinsparung durch Ausrichtung der Klappenblätter (22, 24) optimiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Klappenblätter (22, 24) in Abhängigkeit einer Optimierung der Geräuschentwicklung in der Mischkammer (10) erfolgt.