DE102022113670B3 - ventilation system and building - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Lüftungsanlage (1) zur Zuführung von Zuluft (2) in einen Raum (4) sowie Abführung von Abluft (3) aus dem Raum (4), umfassend eine Temperiereinheit (7), die eine Mehrzahl von Temperiermodulen (8) aufweist, die jeweils ein thermoelektrisches Element (9) sowie zwei separate Wärmetransporteinrichtungen (10, 11) umfassen, wobei die thermoelektrischen Elemente (9) jeweils eine mit der Abluft (3) zusammenwirkende Kaltseite (12) und eine mit der Zuluft (2) zusammenwirkende Warmseite (13) aufweisen und als Peltier-Elemente wirken, wobei die Temperiermodule (8) in Strömungsrichtungen sowohl der Zuluft (2) als auch der Abluft (3) betrachtet nach dem Prinzip eines Gegenstromwärmetauschers in Reihe mit der Zuluft (2) und der Abluft (3) verschaltet sind, sodass zwischen Temperaturniveaus der Zuluft (2) und der Abluft (3), die an den thermoelektrischen Elementen (9) wirken, für jedes der Temperiermodule (5) betrachtet eine möglichst geringe Temperaturdifferenz vorliegt.Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung ein Gebäude (19) in modularer Bauweise, das von einer Vielzahl einzelner Raummodule (20) gebildet ist, wobei die Raummodule (20) jeweils einen Wärmeerzeuger (21) aufweisen, der von einer erfindungsgemäßen Lüftungsanlage (1) gebildet ist.The present application relates to a ventilation system (1) for supplying supply air (2) into a room (4) and removing exhaust air (3) from the room (4), comprising a temperature control unit (7) which has a plurality of temperature control modules (8 ), each of which comprises a thermoelectric element (9) and two separate heat transport devices (10, 11), the thermoelectric elements (9) each having a cold side (12) that interacts with the exhaust air (3) and a cold side (12) that interacts with the supply air (2) have a cooperating warm side (13) and act as Peltier elements, with the temperature control modules (8) viewed in the direction of flow of both the supply air (2) and the exhaust air (3) according to the principle of a counterflow heat exchanger in series with the supply air (2) and the Exhaust air (3) are interconnected, so that between the temperature levels of the supply air (2) and the exhaust air (3), which act on the thermoelectric elements (9), the smallest possible temperature difference is considered for each of the temperature control modules (5). Application for a building (19) of modular design, which is formed by a large number of individual room modules (20), the room modules (20) each having a heat generator (21) which is formed by a ventilation system (1) according to the invention.
Description
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Lüftungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die vorliegende Anmeldung ein Gebäude in modularer Bauweise gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.The present application relates to a ventilation system according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Die Temperierung vieler Bestandsgebäude geschieht aktuell über Energieformen, welche einen hohen Primärenergieverbrauch aufweisen, insbesondere Öl und Gas. Als Alternative kommt prinzipiell eine mit (möglichst erneuerbarem) Strom betriebene Wärmepumpe in Kombination mit Lüftungswärmerückgewinnung in Betracht. Die Nachrüstung einer Wärmepumpe im Bestand ist allerdings nicht trivial. Insbesondere können ungünstige Temperaturniveaus, hoher Installationsaufwand, hohe Investitionsaufwendungen, unansehnliche und geräuschintensive Komponenten und dergleichen entgegenstehen.Many existing buildings are currently tempered using forms of energy that have a high primary energy consumption, especially oil and gas. In principle, a heat pump operated with (preferably renewable) electricity in combination with ventilation heat recovery can be considered as an alternative. However, retrofitting a heat pump in an existing building is not trivial. In particular, unfavorable temperature levels, high installation costs, high investment costs, unsightly and noisy components and the like can stand in the way.
Aus der
Das koreanische Patent
Des Weiteren offenbart das koreanische Patent
Im modularen Neubau ist zunehmend eine Umnutzbarkeit und die Möglichkeit der Ortsänderung einzelner Gebäudeteile gewünscht. Für solche Gebäudetypen sind konventionelle, zentrale Heizungssysteme wenig geeignet. Bei Verwendung einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung hingegen besteht immer die Notwendigkeit, einen zusätzlichen Wärmeerzeuger zu installieren, um die Heizlast zu decken. Für kleine und/oder besonders gut gedämmte Nutzungseinheiten sind viele konventionelle Techniken zudem deutlich überdimensioniert. Insbesondere für kleinere Nutzungseinheiten sowohl im Bestand als auch im Neubau besteht daher ein Bedarf an dezentraler, effizienter Bereitstellung von Heiz- bzw. Kühlenergie (je nach Lastfall) mit geringen Störeinflüssen.Convertibility and the possibility of changing the location of individual parts of the building are increasingly desired in modular new buildings. Conventional, central heating systems are not very suitable for such building types. When using a ventilation system with heat recovery, on the other hand, there is always the need to install an additional heat generator to cover the heating load. Many conventional technologies are also clearly oversized for small and/or particularly well-insulated units. There is therefore a need for decentralized, efficient provision of heating or cooling energy (depending on the load case) with low disruptive influences, especially for smaller units, both in existing buildings and in new buildings.
AufgabeTask
Der vorliegenden Anmeldung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsanlage bereitzustellen, mit der insbesondere kleinere Nutzungseinheiten effizient temperiert werden können.The present application is therefore based on the task of providing a ventilation system with which, in particular, smaller usage units can be efficiently temperature-controlled.
LösungSolution
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Lüftungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.The underlying object is achieved according to the invention by means of a ventilation system with the features of
Die Lüftungsanlage dient dazu, Zuluft in einen Raum zu führen sowie Abluft aus dem Raum abzuführen. Hierzu umfasst die Lüftungsanlage mindestens einen Zuluftkanal, mittels dessen die Zuluft in den Raum geleitet werden kann. Ferner umfasst die Lüftungsanlage mindestens einen Abluftkanal, mittels dessen die Abluft aus dem Raum abgeleitet werden kann. Des Weiteren umfasst die Lüftungsanlage eine Temperiereinheit. Diese ist dazu eingerichtet, die Zuluft unter energetischer Verwertung der Abluft zu temperieren. Insbesondere ist die Temperiereinheit im Heizfall dazu eingerichtet, der Abluft thermische Energie zu entziehen und der Zuluft thermische Energie zuzuführen, sodass in dem jeweiligen Raum eine Heizlast abgedeckt werden kann, die zumindest teilweise von der thermischen Energie der Abluft abgedeckt wird. Im Kühlfall wird dieser Prozess genau umgekehrt betrieben.The ventilation system is used to guide supply air into a room and remove exhaust air from the room. To this end, the ventilation system includes at least one supply air duct, by means of which the supply air can be routed into the room. The ventilation system also includes at least one exhaust air duct, by means of which the exhaust air can be discharged from the room. The ventilation system also includes a temperature control unit. This is set up to temper the supply air while energetically utilizing the exhaust air. In particular, when heating, the temperature control unit is set up to extract thermal energy from the exhaust air and to supply thermal energy to the supply air, so that a heating load can be covered in the respective room that is at least partially covered by the thermal energy of the exhaust air. In the case of cooling, this process is operated in exactly the opposite way.
Die Temperiereinheit umfasst hierzu eine Mehrzahl von Temperiermodulen, die jeweils ein thermoelektrisches Element sowie zwei separate Wärmetransporteinrichtungen umfassen. Bei einem thermoelektrischen Element handelt es sich um ein Element, das infolge des Anlegens einer elektrischen Spannung an einer ersten Funktionsseite, der „Kaltseite“, thermische Energie aufnimmt und an einer zweiten Funktionsseite, der „Warmseite“, thermische Energie abgibt. Der diesem Prozess zu Grunde liegende physikalische Effekt wird als „Peltier-Effekt“ bezeichnet. Entsprechend können die thermoelektrischen Elemente auch als „Peltier-Elemente“ bezeichnet werden. Jedes thermoelektrische Element verfügt demzufolge über zwei Funktionsseiten, die jeweils gegensätzlicher Art sind, nämlich in jedem Fall eine Kaltseite und eine Warmseite. Welche der Funktionsseiten welche dieser beiden Funktionen übernimmt, hängt von der technischen Flussrichtung des elektrischen Stroms ab, das heißt der Polung der angeschlossenen Spannungsquelle. Die Stromrichtung kann im Betrieb der Lüftungsanlage ohne Weiteres geändert und die Lüftungsanlage hierdurch zwischen einem Heizbetrieb und einem Kühlbetrieb umgeschaltet werden.For this purpose, the temperature control unit includes a plurality of temperature control modules, each of which includes a thermoelectric element and two separate heat transport devices. A thermoelectric element is an element which, as a result of the application of an electrical voltage, absorbs thermal energy on a first functional side, the “cold side”, and emits thermal energy on a second functional side, the “warm side”. The physical effect on which this process is based is known as the "Peltier effect". Accordingly, the thermoelectric elements can also be referred to as "Peltier elements". Each thermoelectric element therefore has two functional sides, each of which is of opposite nature, namely in each case a cold side and a warm side. Which of the functional sides takes on which of these two functions depends on the technical flow direction of the electric current, i.e. the polarity of the connected voltage source. The current direction can easily be changed during operation of the ventilation system and the ventilation system can thereby be switched between heating operation and cooling operation.
Die Wärmetransporteinrichtungen sind in zwei Gruppen unterteilt, wobei die Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe jeweils mit dem Abluftkanal und die Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe jeweils mit dem Zuluftkanal zusammenwirken.The heat transport devices are divided into two groups, with the heat transport devices of the first group each interacting with the exhaust air duct and the heat transport devices of the second group each interacting with the supply air duct.
Die Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe wirken derart mit dem Abluftkanal zusammenwirken, dass Wärmetauschflächen der Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe von der abgeleiteten Abluft umströmbar sind. Dies hat den Effekt, dass thermische Energie, die in der Abluft enthalten ist, auf die Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe oder umgekehrt übertragbar ist. Mithin kann beispielsweise ein Wärmetransportmedium, das in den Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe vorhanden sein kann, von der Abluft erwärmt werden. Die Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe sind ferner thermisch mit den Funktionsseiten gleicher Art, beispielsweise mit den Kaltseiten, der jeweils zugeordneten thermoelektrischen Elemente verbunden, wobei jeweils eine Wärmetransporteinrichtung mit der Funktionsseite eines zugeordneten thermoelektrischen Elements zusammenwirkt. Diese Konstruktion führt dazu, dass thermische Energie mittels der Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe zwischen der Abluft an den jeweiligen Funktionsseiten gleicher Art, beispielsweise den Kaltseiten, der thermoelektrischen Elemente übertragbar ist. In dem Heizfall kann mithin die thermische Energie, die in der Abluft enthalten ist, mittels der Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe von der Abluft zu den thermoelektrischen Elementen, genauer: deren Kaltseiten, transportiert werden. Im Kühlfall würde umgekehrt die Abluft als Wärmesenke fungieren und mithin thermische Energie von den Funktionsseiten gleicher Art (hier: Warmseiten) mittels der Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe auf die Abluft übertragen.The heat transport devices of the first group interact with the exhaust air duct in such a way that the discharged exhaust air can flow around heat exchange surfaces of the heat transport devices of the first group. This has the effect that thermal energy contained in the exhaust air can be transferred to the heat transport devices of the first group or vice versa. Consequently, for example, a heat transfer medium that can be present in the heat transfer devices of the first group can be heated by the exhaust air. The heat transport devices of the first group are also thermally connected to the functional sides of the same type, for example to the cold sides, of the associated thermoelectric elements, with each heat transport device interacting with the functional side of an associated thermoelectric element. As a result of this construction, thermal energy can be transferred between the exhaust air on the respective functional sides of the same type, for example the cold sides, of the thermoelectric elements by means of the heat transport devices of the first group. In the case of heating, the thermal energy contained in the exhaust air can therefore be transported from the exhaust air to the thermoelectric elements, more precisely: their cold sides, by means of the heat transport devices of the first group. Conversely, in the case of cooling, the exhaust air would act as a heat sink and thermal energy would therefore be transferred from the functional sides of the same type (here: warm sides) to the exhaust air by means of the heat transport devices of the first group.
Die Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe wirken in entsprechender Logik zum einen mit den anderen Funktionsseiten gleicher Art der thermoelektrischen Elemente und zum anderen mit dem Zuluftkanal zusammen. Hierbei übertragen die Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe thermische Energie zwischen den Funktionsseiten gleicher Art der thermoelektrischen Elemente und der Zuluft, wobei die Wärmetransporteinrichtungen Wärmetauschflächen aufweisen, die von der Zuluft umströmbar sind.The heat transport devices of the second group interact in a corresponding logic with the other functional sides of the same type of thermoelectric elements and with the supply air duct. In this case, the heat transport devices of the second group transfer thermal energy between the functional sides of the same type of thermoelectric elements and the supply air, the heat transport devices having heat exchange surfaces around which the supply air can flow.
Die Temperiermodule der Temperiereinheit sind nach dem Prinzip eines Gegenstromwärmetauschers in Reihe mit dem Zuluftkanal und dem Abluftkanal verschaltet. Das heißt, dass zwischen den Wärmetransporteinrichtungen der beiden Gruppen eines jeweiligen Temperiermoduls an den Funktionsseiten der thermoelektrischen Elemente eine möglichst geringe Temperaturdifferenz anliegt. Am Beispiel des Heizfalls (warme Abluft, kalte und zu erwärmende Zuluft) gestaltet sich der Betrieb mithin wie folgt: Die Wärmetransporteinrichtung der ersten Gruppe eines jeweiligen Temperiermoduls wirken derart mit dem Abluftkanal zusammen, dass die Wärmetauschfläche der jeweiligen Wärmetransporteinrichtung in Strömungsrichtung der Abluft betrachtet als erste von der Abluft umströmt wird. Hieraus folgt, dass die thermische Energie der Abluft in dem Bereich, in dem die Wärmetransporteinrichtung der ersten Gruppe mit dem Abluftkanal zusammenwirkt, das höchste verfügbare Niveau hat, wobei die Temperatur der Abluft zumindest im Wesentlichen der Temperatur des Raumes entspricht, aus dem die Abluft abgeführt wird. Die Wärmetransporteinrichtung der zweiten Gruppe desselben Temperiermoduls wirkt in dem Zuluftkanal in Strömungsrichtung der Zuluft betrachtet als letzte Wärmetransporteinrichtung mit der Zuluft zusammen, bevor die Zuluft in den Raum entlassen wird. Dies hat zur Folge, dass das Niveau von thermischer Energie, die die Zuluft bei der Umströmung der Wärmetauschfläche der Wärmetransporteinrichtung der zweiten Gruppe aufweist, im Vergleich zu dem Niveau, das an den Wärmetauschflächen der übrigen Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe vorliegt, am höchsten ist. Auf diese Weise ist der Unterschied zwischen den Temperaturniveaus an der Wärmetransporteinrichtung der ersten Gruppe und der Wärmetransporteinrichtung der zweiten Gruppe des hier exemplarisch beschriebenen Temperiermoduls minimal. Diese Art der Verschaltung der Temperiermodule ist im Hinblick auf die energetische Effizienz des thermoelektrischen Elements des Temperiermoduls besonders vorteilhaft.The temperature control modules of the temperature control unit are connected in series with the supply air duct and the exhaust air duct according to the principle of a counterflow heat exchanger. This means that between the heat transport devices of the two groups of a respective temperature control module on the functional side of the thermoelectric elements is present as small a temperature difference. Using the example of heating (warm exhaust air, cold supply air to be heated), operation is as follows: The heat transport device of the first group of a respective temperature control module interact with the exhaust air duct in such a way that the heat exchange surface of the respective heat transport device is the first, viewed in the direction of flow of the exhaust air is surrounded by the exhaust air. It follows that the thermal energy of the exhaust air in the area in which the heat transport device of the first group interacts with the exhaust air duct has the highest available level, with the temperature of the exhaust air at least substantially corresponding to the temperature of the room from which the exhaust air is discharged becomes. The heat transport device of the second group of the same temperature control module acts in the supply air duct, viewed in the direction of flow of the supply air, as the last heat transport device with the supply air before the supply air is released into the room. As a result, the level of thermal energy that the supply air has when flowing around the heat exchange surface of the heat transport device of the second group is highest compared to the level that is present on the heat exchange surfaces of the other heat transport devices in the second group. In this way, the difference between the temperature levels at the heat transport device of the first group and the heat transport device of the second group of the temperature control module described here as an example is minimal. This type of interconnection of the temperature control modules is particularly advantageous with regard to the energetic efficiency of the thermoelectric element of the temperature control module.
Nach demselben Prinzip sind die übrigen Temperiermodule bzw. deren Wärmetransporteinrichtungen mit dem Abluftkanal und dem Zuluftkanal verbunden, sodass die Temperaturdifferenz zwischen den Wärmetauschflächen der Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe jeweils möglichst gering ist. Anders ausgedrückt sind die Temperiermodule im Beispiel des Heizfalls derart verschaltet, dass von der noch warmen Abluft zuerst entzogene thermische Energie indirekt der bereits fast vollständig aufgeheizten Zuluft zugeführt wird. Die der bereits abgekühlten Abluft entzogene restliche thermische Energie wird analog genutzt, um indirekt die Erwärmung der noch kalten Zuluft energetisch zu unterstützen. Im Kühlfall folgt die Verschaltung derselben Logik, wobei im Unterschied jedoch die Zuluft als Wärmequelle und die Abluft als Wärmesenke dienen.The other temperature control modules or their heat transport devices are connected to the exhaust air duct and the air supply duct according to the same principle, so that the temperature difference between the heat exchange surfaces of the heat transport devices in the first group and the second group is as small as possible. In other words, in the example of heating, the temperature control modules are connected in such a way that thermal energy extracted from the still warm exhaust air is indirectly fed to the already almost completely heated supply air. The remaining thermal energy extracted from the already cooled exhaust air is used analogously to indirectly support the heating of the still cold supply air. In the case of cooling, the connection follows the same logic, but the difference is that the supply air serves as a heat source and the exhaust air as a heat sink.
Die erfindungsgemäße Lüftungsanlage hat viele Vorteile. Insbesondere ermöglicht sie die Temperierung eines Zuluftvolumenstroms, der in einen Raum geleitet wird, unter Einsatz lediglich geringer Mengen elektrischer Energie. Aufgrund der Verschaltung der thermoelektrischen Elemente nach dem Prinzip eines Gegenstromwärmetauschers arbeiten diese sehr effizient, wobei die in der Abluft enthaltene Wärme bzw. Kälte (je nach Lastfall) optimal genutzt wird, um den Zuluftvolumenstrom zu erwärmen bzw. abzukühlen. Zwar ist eine thermischer Leistung, die mittels einer solchen Temperiereinheit bereitgestellt werden kann, vergleichsweise gering; dies ist jedoch im Hinblick darauf, dass lediglich kleine Nutzungseinheiten versorgt werden sollen, kein Nachteil, sondern im Gegenteil gerade gewünscht. Die Möglichkeit, ein Gebäude, insbesondere ein modular aufgebautes Gebäude, dezentral mit thermischer Energie zu versorgen (Heizfall) bzw. ihm diese zu entziehen (Kühlfall), erlaubt einen bedarfsgesteuerten Betrieb, wobei lediglich die Nutzungseinheiten temperiert werden, die in einer aktuellen Situation tatsächlich genutzt werden. Hierzu ist es besonders von Vorteil, dass die Lüftungsanlage besonders kurze Reaktionszeiten ermöglicht und somit besonders reaktionsschnell bei einer gewünschten Nutzung verwendet werden kann.The ventilation system according to the invention has many advantages. In particular, it enables the temperature of a supply air volume flow that is directed into a room to be controlled using only small amounts of electrical energy. Due to the connection of the thermoelectric elements according to the principle of a counterflow heat exchanger, they work very efficiently, whereby the heat or cold contained in the exhaust air (depending on the load) is optimally used to heat or cool the supply air volume flow. It is true that the thermal power that can be provided by means of such a temperature control unit is comparatively low; However, with regard to the fact that only small usage units are to be supplied, this is not a disadvantage; on the contrary, it is actually desired. The possibility of supplying a building, in particular a building with a modular structure, with thermal energy in a decentralized manner (heating mode) or extracting it (cooling mode) allows demand-controlled operation, whereby only the units that are actually used in a current situation are heated become. For this purpose, it is particularly advantageous that the ventilation system enables particularly short response times and can therefore be used particularly quickly when required.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die erfindungsgemäße Lüftungsanlage mit einem vergleichsweise geringen Bauvolumen realisiert werden kann, sodass sie insbesondere ohne Weiteres in eine Fassade, insbesondere in einen Brüstungsbereich eines Fensters, eingebaut werden kann. Mithin entfallen in der Installation des jeweiligen Gebäudes sowohl Leitungsführungen als auch sonstige Vorkehrungen, um die einzelnen Nutzungseinheiten des Gebäudes mit thermischer Energie zu versorgen. Aufgrund der effizienten Nutzung der Abwärme des jeweiligen Raums geht dieser Zugewinn an Flexibilität nicht umgekehrt mit einem Nachteil betreffend energetische Effizienz einher.A further advantage can be seen in the fact that the ventilation system according to the invention can be implemented with a comparatively small construction volume, so that it can be easily installed in a facade, in particular in a sill area of a window. Consequently, in the installation of the respective building, both cable routing and other precautions to supply the individual usage units of the building with thermal energy are omitted. Due to the efficient use of the waste heat of the respective room, this increase in flexibility does not go hand in hand with a disadvantage in terms of energy efficiency.
Ein weiterer Vorteil der Lüftungsanlage besteht darin, dass sie - wie beschrieben - neben dem obligatorischen Heizen ebenso umgekehrt auch zum Kühlen des jeweiligen Raums genutzt werden kann, wobei die Funktion der thermoelektrischen Elemente mittels Umkehr der technischen Flussrichtung des elektrischen Stroms, die an das jeweilige thermoelektrische Element angelegt wird, umgekehrt wird. Mit anderen Worten nehmen in dem ersten Fall die Funktionsseiten gleicher Art auf der einen Seite die Funktion der Warmseite und die anderen Funktionsseiten gleicher Art auf der anderen Seite die Funktion der Kaltseite an. In dem zweiten, umgekehrten Fall sind die Funktionen „Warmseite“ und „Kaltseite“ entsprechend vertauscht. Somit kann im Kühlfall der Zuluft thermische Energie entzogen und der Abluft thermische Energie zugeführt werden. In diesem Szenario sind die Wärmequelle die Zuluft und die Wärmesenke die Abluft.Another advantage of the ventilation system is that - as described - in addition to the obligatory heating, it can also be used to cool the respective room, whereby the function of the thermoelectric elements is achieved by reversing the technical direction of flow of the electric current, which is connected to the respective thermoelectric element is created is reversed. In other words, in the first case, the functional sides of the same type on the one hand assume the function of the hot side and the other functional sides of the same type on the other side assume the function of the cold side. In the second, opposite case, the "warm side" and "cold side" functions are reversed accordingly. Thus, when cooling, thermal energy can be extracted from the supply air and thermal energy can be supplied to the exhaust air. In this scenario, the heat source is the supply air and the heat sink is the exhaust air.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lüftungsanlage ist zumindest ein Teil der Wärmetransporteinrichtungen, insbesondere alle Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe, jeweils von einem Wärmerohr gebildet. Insbesondere können die Wärmetransporteinrichtungen jeweils nach Art einer Heatpipe ausgebildet sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass mittels eines Wärmerohrs vergleichsweise große Wärmemengen auf vergleichsweise kleiner Querschnittsfläche übertragen werden können. Hierdurch ist die Einbindung der Wärmetransporteinrichtungen in den Zuluftkanal bzw. den Abluftkanal besonders gut möglich. Ferner ist es besonders gut möglich, derartige Wärmetransporteinrichtungen an die Kaltseiten bzw. die Warmseiten der thermoelektrischen Elemente anzuschließen.In an advantageous embodiment of the ventilation system according to the invention, at least some of the heat transport devices, in particular all heat transport devices of the first group, are each formed by a heat pipe. In particular, the heat transport devices can each be designed in the manner of a heat pipe. The advantage of this configuration is that a heat pipe can be used to transfer comparatively large amounts of heat to a comparatively small cross-sectional area. This makes it particularly easy to integrate the heat transport devices into the supply air duct or the exhaust air duct. Furthermore, it is particularly possible to connect such heat transport devices to the cold sides or the hot sides of the thermoelectric elements.
Weiterhin kann eine solche Ausgestaltung besonders vorteilhaft sein, bei der zumindest ein Teil der Wärmetransporteinrichtungen, insbesondere alle Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe, jeweils einen Flüssigkeitskreislauf umfasst, wobei in dem jeweiligen Flüssigkeitskreislauf eine Wärmeübertragungsflüssigkeit führbar ist. Vorzugsweise weisen die Wärmetransporteinrichtungen, die einen solchen Flüssigkeitskreislauf umfassen, zudem jeweils eine Pumpe auf, mittels der die Wärmeübertragungsflüssigkeit in einem Leitungssystem des jeweiligen Flüssigkeitskreislauf gefördert bzw. gepumpt werden kann. Die beschriebene Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass große Wärmemengen übertragen werden können, wobei die Wärmeübertragungsflüssigkeit besonders einfach einer großen Wärmetauschfläche zugeführt werden kann. Insbesondere können die Wärmetransporteinrichtungen, die einen Flüssigkeitskreislauf umfassen, Kupferradiatoren umfassen, in denen die Wärmeübertragungsflüssigkeit geführt ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Austausch von thermischer Energie zwischen der Wärmeübertragungsflüssigkeit und einem jeweils anderen Medium aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften des Kupfers besonders effizient stattfinden kann. Besonders bevorzugt ist eine solche Ausgestaltung, bei der die Wärmeübertragungsflüssigkeit von Wasser oder zumindest auf Wasserbasis ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass bei unbeabsichtigten Leckagen eines jeweiligen Flüssigkeitskreislaufs lediglich eine unbedenkliche Flüssigkeit austritt, die keine Gefahren für Menschen und Umwelt darstellt.Furthermore, such a configuration can be particularly advantageous in which at least some of the heat transport devices, in particular all heat transport devices of the second group, each comprise a liquid circuit, with a heat transfer liquid being able to be guided in the respective liquid circuit. Preferably, the heat transport devices, which include such a liquid circuit, also each have a pump, by means of which the heat transfer liquid can be conveyed or pumped in a line system of the respective liquid circuit. The configuration described has the particular advantage that large amounts of heat can be transferred, with the heat transfer fluid being able to be supplied to a large heat exchange surface in a particularly simple manner. In particular, the heat transport devices, which include a liquid circuit, include copper radiators in which the heat transfer liquid is guided. This configuration has the advantage that the exchange of thermal energy between the heat transfer fluid and a respective other medium can take place particularly efficiently due to the good thermal conductivity properties of the copper. Such a configuration is particularly preferred in which the heat transfer fluid is formed from water or at least on a water basis. This has the advantage that in the event of unintentional leaks in a respective liquid circuit, only a harmless liquid escapes, which poses no danger to people or the environment.
Die erfindungsgemäße Lüftungsanlage umfasst ferner mindestens einen Wärmetauscher, der in Strömungsrichtungen sowohl der Zuluft als auch der Abluft betrachtet jeweils der Temperiereinheit vorgeschaltet ist. Insbesondere kann ein solcher Wärmetauscher von einem Luft-Luft-Wärmtauscher gebildet sein. Die Verwendung eines Wärmetauschers hat den besonderen Vorteil, dass vor der Wirkung der Temperiereinheit im Heizfall bereits eine Übertragung von thermischer Energie von der Abluft auf die Zuluft (im Kühlfall umgekehrt) stattfinden kann. Auf diese Weise sind die Temperaturdifferenzen zwischen der Zuluft und der Abluft bereits zu einem wesentlichen Teil abgebaut, wodurch die Temperiermodule der Temperiereinheit bzw. deren thermoelektrischen Elemente mit geringeren Temperaturdifferenzen zwischen den Kaltseiten und den Warmseiten eingesetzt werden können. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist dies im Hinblick auf die elektrische Effizienz der thermoelektrischen Elemente besonders vorteilhaft, sodass im Ergebnis infolge des Einsatzes eines Wärmetauschers in der beschriebenen Art die Effizienz der Lüftungsanlage insgesamt verbessert wird.The ventilation system according to the invention also comprises at least one heat exchanger which, viewed in the direction of flow of both the supply air and the exhaust air, is connected upstream of the temperature control unit. In particular, such a heat exchanger can be formed by an air-air heat exchanger. The use of a heat exchanger has the particular advantage that thermal energy can already be transferred from the exhaust air to the supply air (in the case of cooling, vice versa) before the temperature control unit takes effect when heating. In this way, the temperature differences between the supply air and the exhaust air have already been reduced to a significant extent, as a result of which the temperature control modules of the temperature control unit or their thermoelectric elements can be used with smaller temperature differences between the cold sides and the warm sides. As already mentioned above, this is particularly advantageous with regard to the electrical efficiency of the thermoelectric elements, so that the overall efficiency of the ventilation system is improved as a result of the use of a heat exchanger of the type described.
Um die Wärmeleitung zwischen den Wärmetransporteinrichtungen und den thermoelektrischen Elementen zu optimieren, ist es besonders von Vorteil, wenn die Wärmetransporteinrichtungen der ersten Gruppe an den zugeordneten Funktionsseiten gleicher Art der jeweils zugehörigen thermoelektrischen Elemente und/oder die Wärmetransporteinrichtungen der zweiten Gruppe an den zugeordneten Funktionsseiten gleicher Art der jeweils zugehörigen thermoelektrischen Elemente mittels einer Wärmeleitpaste angebunden sind. Die möglichst verlustfreie Übertragung thermischer Energie hat den Vorteil, dass die an den thermoelektrischen Elementen eingesetzte elektrische Energie entsprechend möglichst verlustfrei abgeführt und mithin wunschgemäß in dem Zuluftkanal zur Erwärmung der Zuluft wirken kann.In order to optimize the heat conduction between the heat transport devices and the thermoelectric elements, it is particularly advantageous if the heat transport devices of the first group on the assigned functional sides are of the same type as the respective associated thermoelectric elements and/or the heat transport devices of the second group are of the same type on the assigned functional sides of the respective associated thermoelectric elements are connected by means of a thermally conductive paste. The transmission of thermal energy with as few losses as possible has the advantage that the electrical energy used at the thermoelectric elements is accordingly dissipated with as few losses as possible and can therefore act as desired in the supply air duct for heating the supply air.
Die erfindungsgemäße Lüftungsanlage weiter ausgestaltend umfasst diese eine Steuereinheit, mittels der die thermoelektrischen Elemente ansteuerbar sind. Insbesondere ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu geeignet, an die thermoelektrischen Elemente übertragene elektrische Leistung zu steuern und auf diese Weise die mittels der thermoelektrischen Elemente abgegebene thermische Energie zu beeinflussen. In besonders bevorzugter Weise ist die Steuereinheit dazu geeignet, die thermoelektrischen Elemente aller vorhandenen Temperiermodule jeweils unabhängig voneinander, zumindest jedoch in Gruppen zusammengefasst zu steuern.Further developing the ventilation system according to the invention, it comprises a control unit, by means of which the thermoelectric elements can be controlled. In particular, the control unit is preferably suitable for controlling electrical power transmitted to the thermoelectric elements and in this way influencing the thermal energy emitted by means of the thermoelectric elements. In a particularly preferred manner, the control unit is suitable for controlling the thermoelectric elements of all existing temperature control modules independently of one another, but at least together in groups.
In besonders bevorzugter Weise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die an die thermoelektrischen Elemente übertragene elektrische Leistung mittels Pulsweitenmodulation zu verändern. Hierdurch ist die Leistung der thermoelektrischen Elemente besonders einfach und flexibel einstellbar. Die Lüftungsanlage ist bei dieser Ausgestaltung mithin besonders bedarfsgerecht betreibbar.In a particularly preferred manner, the control unit is set up to change the electrical power transmitted to the thermoelectric elements by means of pulse width modulation. As a result, the power of the thermoelectric elements can be set particularly easily and flexibly. In this configuration, the ventilation system can therefore be operated particularly as required.
Sofern eine Steuereinheit vorhanden ist, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn sie dazu eingerichtet ist, die elektrische Leistung mindestens eines thermoelektrischen Elements derart zu verändern, dass fortwährend ein definierter Betriebspunkt des jeweiligen thermoelektrischen Elements approximiert wird. Der Betriebspunkt kann insbesondere nutzerseitig definiert werden. Bevorzugt ist der definierte Betriebspunkt von einem hinsichtlich einer elektrischen Effizienz optimierten Betriebspunkt gebildet. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Approximation des definierten Betriebspunkts für sämtliche thermoelektrischen Elemente vorzunehmen. Somit kann insbesondere versucht werden, die an ein jeweiliges thermoelektrisches Element angelegte elektrische Leistung in Abhängigkeit der aktuellen Temperaturdifferenz zwischen der Warmseite und der Kaltseite des jeweiligen thermoelektrischen Elements zu verändern. Diese Veränderung folgt einer vorgegebenen Funktion, die beispielsweise auf einem Speichermodul der Steuereinheit hinterlegt sein kann.If a control unit is present, it can also be advantageous if it is set up to change the electrical output of at least one thermoelectric element in such a way that a defined operating point of the respective thermoelectric element is continuously approximated. The operating point can in particular be defined by the user. The defined operating point is preferably formed by an operating point that is optimized in terms of electrical efficiency. The control unit is preferably set up to carry out the approximation of the defined operating point for all thermoelectric elements. Thus, in particular, an attempt can be made to change the electrical power applied to a respective thermoelectric element as a function of the current temperature difference between the hot side and the cold side of the respective thermoelectric element. This change follows a predetermined function that can be stored, for example, in a memory module of the control unit.
Sofern die Lüftungsanlage eine Steuereinheit umfasst, kann es des Weiteren besonders von Vorteil sein, wenn die Lüftungsanlage ferner mindestens eine Sensoreinrichtung umfasst. Diese ist dazu geeignet, Informationen betreffend mindestens einen Betriebsparameter der Lüftungsanlage oder mindestens einen Umweltparameter zu erfassen, wobei die Sensoreinrichtung in Daten übertragender Weise mit der Steuereinheit verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, mittels der Sensoreinrichtung erfasste Informationen an die Steuereinheit zu leiten, sodass diese Informationen mittels der Steuereinheit verarbeitbar sind. Entsprechend besteht die Möglichkeit, die thermoelektrischen Elemente in Abhängigkeit der erfassten Informationen anzusteuern. Bevorzugt umfasst die Lüftungsanlage eine Mehrzahl an Sensoreinrichtungen, die insbesondere zur Messung von Temperaturen eingerichtet sein können. Somit kann für die Steuerung der thermoelektrischen Elemente insbesondere die Temperatur der Zuluft, die Temperatur der Abluft oder dergleichen für die Steuerung der thermoelektrischen Elemente von Interesse sein.If the ventilation system includes a control unit, it can also be particularly advantageous if the ventilation system also includes at least one sensor device. This is suitable for acquiring information relating to at least one operating parameter of the ventilation system or at least one environmental parameter, the sensor device being connected to the control unit in a data-transmitting manner. In this way it is possible to send information recorded by the sensor device to the control unit, so that this information can be processed by the control unit. Accordingly, there is the possibility of controlling the thermoelectric elements depending on the recorded information. The ventilation system preferably includes a plurality of sensor devices that can be set up in particular to measure temperatures. Thus, for the control of the thermoelectric elements, in particular the temperature of the supply air, the temperature of the exhaust air or the like can be of interest for the control of the thermoelectric elements.
Weiterhin ist die Steuereinheit bevorzugt gemäß mindestens einem vorgebbaren Betriebsprogramm betreibbar, wobei vorzugsweise eine thermische Leistung der Temperiereinheit, die einer Summe aller thermischen Leistungen der thermoelektrischen Elemente entspricht, in Abhängigkeit einer Temperatur der Abluft und/oder einer Temperatur der in dem zu belüftenden Raum vorhandenen Luft geregelt wird. Die thermoelektrischen Elemente können bei dieser Ausgestaltung entsprechend derart angesteuert werden, dass an die thermoelektrischen Elemente übertragene Leistung zur Bereitstellung eines aktuellen Soll-Werts für die thermische Leistung der Temperiereinheit entspricht.Furthermore, the control unit can preferably be operated according to at least one specifiable operating program, with a thermal power of the temperature control unit, which corresponds to a sum of all thermal powers of the thermoelectric elements, depending on a temperature of the exhaust air and/or a temperature of the air present in the room to be ventilated is regulated. In this configuration, the thermoelectric elements can be controlled in such a way that the power transmitted to the thermoelectric elements corresponds to the provision of a current target value for the thermal power of the temperature control unit.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ferner mittels eines Gebäudes in modularer Bauweise mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.The underlying object is also achieved by means of a building of modular design with the features of
Das Gebäude ist von einer Vielzahl einzelner Raummodule gebildet, wobei vorzugsweise das Gebäude an dem Ort seiner Errichtung aus den einzelnen Raummodulen zusammengesetzt ist. Insbesondere können die einzelnen Raummodule an die Baustelle geliefert und dort zu dem Gebäude montiert werden, wobei vorzugsweise jedes der Raummodule konstruktiv eigenständig nach dem Prinzip eines (Wohn-)Containers ausgebildet ist. Eine Vielzahl der Raummodule umfasst jeweils mindestens einen Wärmeerzeuger, der zur dezentralen Temperierung der Raummodule geeignet ist. Mit anderen Worten können zumindest die Raummodule des Gebäudes, die einen eigenen Wärmeerzeuger aufweisen, unabhängig von den übrigen Raummodulen temperiert werden. Das erfindungsgemäße Gebäude ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Wärmeerzeuger, vorzugsweise sämtliche Wärmeerzeuger, von einer erfindungsgemäßen Lüftungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist.The building is formed by a large number of individual room modules, with the building preferably being composed of the individual room modules at the site of its construction. In particular, the individual room modules can be delivered to the construction site and assembled there to form the building, with each of the room modules preferably being designed independently according to the principle of a (residential) container. A large number of room modules each includes at least one heat generator that is suitable for decentralized temperature control of the room modules. In other words, at least the room modules of the building that have their own heat generator can be temperature-controlled independently of the other room modules. The building according to the invention is characterized in that at least one of the heat generators, preferably all heat generators, is formed by a ventilation system according to the present invention.
Die sich hierdurch ergebenden Vorteile sind vorstehend bereits dargelegt. Insbesondere ist es möglich, die Raummodule jeweils unabhängig voneinander zu temperieren, wobei infolge der erfindungsgemäßen Konstruktion der Lüftungsanlage ein besonders energieeffizienter Betrieb möglich ist. Ferner ist die Installation besonders einfach möglich, wobei bevorzugt eine jeweilige Lüftungsanlage bereits abseits der Baustelle in eine Fassade oder eine Fensterbrüstung des jeweiligen Raummoduls eingebaut ist, sodass ein weiterer baulicher Schritt zur Installation eines oder mehrerer Wärmeerzeuger auf der Baustelle nicht erforderlich ist. Stattdessen sind die einzelnen Raummodule bevorzugt bereits mit einer jeweiligen Lüftungsanlage ausgestattet, die ohne weiteren Installationsaufwand in Betrieb genommen werden kann. Hierfür bedarf es im Idealfall lediglich der Herstellung eines elektrischen Anschlusses.The resulting advantages have already been explained above. In particular, it is possible to control the temperature of the room modules independently of one another, with particularly energy-efficient operation being possible as a result of the construction of the ventilation system according to the invention. Furthermore, the installation is particularly easy, with a respective ventilation system preferably already being installed away from the construction site in a facade or a window sill of the respective room module, so that a further structural step for installing one or more heat generators on the construction site is not required. Instead, the individual room modules are preferably already equipped with a respective ventilation system, which can be put into operation without further installation effort. Ideally, this only requires the production of an electrical connection.
Bevorzugt ist der Wärmeerzeuger mindestens eines der Module in eine Fassade des jeweiligen Randmoduls integriert. Auf diese Weise beansprucht der Wärmeerzeuger keinen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Raummoduls. Weiterhin ist es besonders von Vorteil, wenn der Wärmeerzeuger mindestens eines Randmoduls in eine Fensterbrüstung des jeweiligen Randmoduls integriert ist.The heat generator of at least one of the modules is preferably integrated into a facade of the respective edge module. In this way, the heat generator does not take up any additional space within the room module. Furthermore, it is particularly advantageous if the heat generator of at least one edge module is integrated into a window sill of the respective edge module.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lüftungsanlage, -
2 : Eine schematische Darstellung eines Gebäudes, das von einer Vielzahl von Raummodulen zusammengesetzt ist.
-
1 : A schematic representation of a ventilation system according to the invention, -
2 : A schematic representation of a building composed of a multitude of room modules.
Ein Ausführungsbeispiel, das in den
Die Lüftungsanlage 1 umfasst einen Zuluftkanal 5 und einen Abluftkanal 6, um die Zuluft 2 bzw. die Abluft 3 zu führen. Sie ist hierbei dazu eingerichtet, die Zuluft 2 unter energetischer Verwertung der Abluft 3 vor der Zuführung in den Raum 4 zu erwärmen. Zu diesem Zweck umfasst die Lüftungsanlage 1 in dem gezeigten Beispiel zunächst einen Wärmetauscher 15, der von einem Luft-Luft-Wärmetauscher gebildet ist. Insbesondere ist der Wärmetauscher 15 in dem gezeigten Beispiel von einem Gegenstromwärmetauscher gebildet. Entsprechend werden die Zuluft 2 und die Abluft 3 dem Wärmetauscher 15 ausgehend von einander gegenüberliegenden Enden des Wärmetauschers 15 zugeleitet und kreuzweise gegenläufig durch den Wärmetauscher 15 geführt. Hierdurch wird erreicht, dass thermische Energie, die in der aus dem Raum 4 abgeführten und mithin warmen Abluft 3 enthalten ist, auf die demgegenüber kühlere Zuluft 2 übertragen wird. Die Zuluft 2 wird dementsprechend erwärmt, während die Abluft 3 abgekühlt wird. Die Erwärmung der Zuluft 2 ist jedoch in aller Regel nicht ausreichend, um die Zuluft 2 auf ein Niveau zu erwärmen, das für die Versorgung des jeweiligen Raums 4 mit Wärme ausreichend ist.The
Entsprechend verfügt die Lüftungsanlage 1 ferner über eine Temperiereinheit 7, mittels der die Zuluft 2 weiter erwärmbar ist. Die Temperiereinheit 7 verfügt über eine Mehrzahl einzelner Temperiermodule 8, von denen in
Die Temperiermodule 8 sind derart angeordnet, dass sie ebenfalls thermische Energie aus der Abluft 3 verwenden, um die Zuluft 2 zu erwärmen. Dieser Effekt wird durch den Einsatz elektrischer Energie verstärkt, sodass im Ergebnis die Zuluft 2 auf ein gewünschtes Niveau erwärmt werden kann. Um thermische Energie sowohl mit der Zuluft 2 als auch mit der Abluft 3 auszutauschen, umfasst jedes der Temperiermodule 8 zwei Wärmetransporteinrichtungen 10, 11, wobei eine Wärmetransporteinrichtung 10 einer ersten Gruppe mit der Kaltseite 12 des jeweiligen thermoelektrischen Elements 9 und eine Wärmetransporteinrichtung 11 einer zweiten Gruppe mit der Warmseite 13 zusammenwirken. In dem gezeigten Beispiel sind die Wärmetransporteinrichtungen 10 der ersten Gruppe aller Temperiermodule 8 jeweils von einem Wärmerohr in Form einer Heatpipe gebildet, während die Wärmetransporteinrichtungen 11 der zweiten Gruppe jeweils einen Flüssigkeitskreislauf umfassen, um thermische Energie von der jeweiligen Warmseite 13 auf die Zuluft 2 zu übertragen. Hierzu umfasst jede der Wärmetransporteinrichtungen 11 eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, die mittels einer Pumpe 14 zwischen nicht dargestellten Wärmetauschflächen der jeweiligen Wärmetransporteinrichtung 11 zirkulierbar ist. Die Wärmeübertragungsflüssigkeit ist hier jeweils von Wasser gebildet. Die Wärmetransporteinrichtungen 10, 11 sind mit den Kaltseiten 12 bzw. den Warmseiten 13 jeweils mittels Wärmeleitpaste verbunden, wodurch die Übertragung thermischer Energie zwischen den thermoelektrischen Elementen 9 und den Wärmetransporteinrichtungen 10, 11 optimiert ist.The
Die Temperaturmodule 8 der Temperiereinheit 7 sind in den Strömungsrichtungen der Zuluft 2 und der Abluft 3 betrachtet nach dem Prinzip eines Gegenstromwärmetauschers in Reihe geschaltet. Mithin werden Wärmetauschflächen der Wärmetransporteinrichtungen 10, 11 in Strömungsrichtung der Zuluft 2 bzw. der Abluft 3 jeweils nacheinander von der Zuluft 2 bzw. der Abluft 3 umströmt. Die gegenläufige Führung der Zuluft 2 und der Abluft 3 führt dabei dazu, dass zwischen den Kaltseiten 12 und den Warmseiten 13 der thermoelektrischen Elemente 9 jeweils eine möglichst geringe Temperaturdifferenz vorliegt. Somit weisen die Temperaturniveaus, die an den Kaltseiten 12 und an den Warmseiten 13 der thermoelektrischen Elemente 9 anliegen, in eine Richtung der Temperiereinheit 7 betrachtet übereinstimmend (je nach Richtung der Betrachtung) eine steigende oder eine fallende Tendenz auf. Umso höher demnach das Temperaturniveau der Zuluft 2 an einer jeweiligen Warmseite 13 bereits ist, desto höher ist noch das Temperaturniveau der Abluft 3 an der Kaltseite 12 desselben thermoelektrischen Elements 9. Umgekehrt gilt entsprechend dasselbe. Die beschriebene Anordnung ist betreffend die energetische Effizienz der thermoelektrischen Elemente 9 vorteilhaft, sodass die elektrische Leistung, die zur Erwärmung der Zuluft 2 auf das gewünschte Temperaturniveau erforderlich ist, minimiert ist.The
Die Lüftungsanlage 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 16, mittels der die Temperiereinheit 7 bzw. die einzelnen Temperiermodule 8 steuerbar sind. Insbesondere ist bei der gezeigten Lüftungsanlage 1 ein Regelkreis implementiert, wobei die Steuereinheit 16 in Daten übertragender Weise mit zwei Sensoreinrichtungen 17, 18 verbunden ist. Bei diesen Sensoreinrichtungen 17, 18 handelt es sich jeweils um Temperatursensoren, wobei die erste Sensoreinrichtung 17 mit dem Zuluftkanal 5 und die zweite Sensoreinrichtung 18 mit dem Abluftkanal 6 zusammenwirken. Die Sensoreinrichtung 17 für den Zuluftkanal 5 ist stromaufwärts des Wärmetauschers 15 angeordnet, sodass die Temperatur der Zuluft 2 unmittelbar beim Eintritt in die Lüftungsanlage 1 erfasst wird. Die auf diese Weise erfassten Informationen werden von der Sensoreinrichtung 17 zur weiteren Verarbeitung an die Steuereinheit 16 geleitet. Die zweite Sensoreinrichtung 18 ist ebenfalls stromaufwärts des Wärmetauschers 15 mit dem Abluftkanal 6 verbunden. Auf diese Weise ist bekannt, welche Temperatur die Abluft 3 unmittelbar beim Austritt aus dem Raum 4 aufweist. Anhand dieser Informationen ist es mittels der Steuereinheit 16 möglich, zu ermitteln, welche Menge elektrischer Energie in Summe an den thermoelektrischen Elementen 9 der Temperiermodule 8 erforderlich ist, um im Ergebnis die Zuluft 2 auf ein gewünschtes Temperaturniveau anzuheben. Entsprechend steuert die Steuereinheit 16 die einzelnen thermoelektrischen Elemente 9 an, wobei die Leistung der thermoelektrischen Elemente 9 mittels Pulsweitenmodulation veränderbar ist.The
Die Lüftungsanlage 1 ist besonders gut zur dezentralen Versorgung einzelner Raummodule 20 eines modular aufgebauten Gebäudes 19 geeignet. Ein solches Gebäude 19 ist beispielhaft anhand von
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Lüftungsanlageventilation system
- 22
- Zuluftsupply air
- 33
- Abluftexhaust air
- 44
- RaumSpace
- 55
- Zuluftkanalsupply air duct
- 66
- Abluftkanalexhaust duct
- 77
- Temperiereinheittempering unit
- 88th
- Temperiermodultemperature control module
- 99
- thermoelektrisches Elementthermoelectric element
- 1010
- Wärmetransporteinrichtung der ersten GruppeHeat transport device of the first group
- 1111
- Wärmetransporteinrichtung der zweiten GruppeHeat transport device of the second group
- 1212
- Kaltseitecold side
- 1313
- Warmseitewarm side
- 1414
- Pumpepump
- 1515
- Wärmetauscherheat exchanger
- 1616
- Steuereinheitcontrol unit
- 1717
- Sensoreinheitsensor unit
- 1818
- Sensoreinheitsensor unit
- 1919
- GebäudeBuilding
- 2020
- Modulmodule
- 2121
- Wärmeerzeugerheat generator
- 2222
- Fassadefacade
- 2323
- Fensterbrüstungwindow parapet
- 2424
- FensterWindow
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