DE102022117485A1

DE102022117485A1 - Ventilation device for supplying fresh air into an interior

Info

Publication number: DE102022117485A1
Application number: DE102022117485.9A
Authority: DE
Inventors: Tim Röder; Dirk Müller
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024013288A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Belüftungssystem zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum (10), wobei das Belüftungssystem eine Frischluftzufuhrvorrichtung (20) aufweist. Die Frischluftzufuhrvorrichtung (20) weist wenigstens einen Vortexringgenerator (22) auf, welcher dazu ausgebildet ist, Vortexringe (24) aus Frischluft zu erzeugen und von oben nach unten in den Innenraum (10) abzustrahlen, um unten in dem Innenraum (10) einen Frischluftsee (32) zu versorgen. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum (10)The present invention relates to a ventilation system for supplying fresh air into an interior (10), wherein the ventilation system has a fresh air supply device (20). The fresh air supply device (20) has at least one vortex ring generator (22), which is designed to generate vortex rings (24) from fresh air and radiate them from top to bottom into the interior (10) in order to create a lake of fresh air at the bottom of the interior (10). (32). The invention also relates to a method for supplying fresh air into an interior (10).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Belüftungssystem zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum.The present invention relates to a ventilation system for supplying fresh air into an interior. The present invention further relates to a method for supplying fresh air into an interior.

Stand der TechnikState of the art

Innenräume von Gebäuden können beispielsweise über Fenster belüftet werden. Durch die Belüftung von Innenräumen kann Frischluft eingebracht werden. Durch Frischluft kann ein Sauerstoffgehalt trotz Menschen und/oder Tieren in dem Innenraum ausreichend hoch bleiben und ein unerwünscht hoher Gehalt an CO₂ in der Luft in dem Innenraum vermieden werden. Zudem kann durch eine Frischluftzufuhr in einen Innenraum ein Grad einer Belastung der Luft in dem Innenraum gesenkt werden, beispielsweise Belastung aufgrund von unerwünschten weiteren Gasanteilen und Partikeln, wie Staub oder Schadstoffen.Interiors of buildings can, for example, be ventilated via windows. Ventilating indoor spaces can bring in fresh air. With fresh air, an oxygen content can remain sufficiently high despite people and/or animals in the interior and an undesirably high content of CO ₂ in the air in the interior can be avoided. In addition, by supplying fresh air into an interior, a degree of pollution of the air in the interior can be reduced, for example pollution due to undesirable additional gas components and particles, such as dust or pollutants.

Bei großen Innenräumen kann eine Belüftung über Fenster jedoch unzureichend sein. Beispielsweise weisen Lagerhallen oft nicht genügend Fenster auf, um eine ausreichende Frischluftzufuhr zu gewährleisten. Auch große Büroräume können häufig nicht über Fenster ausreichend belüftet werden. Zudem kann eine Belüftung über Fenster zu unerwünschten Temperaturänderungen führen. Durch geöffnete Fenster können zudem unerwünscht Verunreinigungen in den Innenraum eintreten. Zudem kann so ein Schallschutz und eine Einbruchsicherheit des Innenraums beeinträchtigt sein.However, in large interior rooms, ventilation via windows may be insufficient. For example, warehouses often do not have enough windows to ensure a sufficient supply of fresh air. Even large office spaces often cannot be adequately ventilated through windows. In addition, ventilation via windows can lead to undesirable temperature changes. Open windows can also allow unwanted contamination to enter the interior. In addition, sound insulation and burglary resistance of the interior can be impaired.

Deshalb wird bei vielen Innenräumen ein Belüftungssystem vorgesehen. Das Belüftungssystem kann Frischluft in den Innenraum einbringen, beispielsweise nach einer Filterung und/oder Temperierung.That's why many interior rooms include a ventilation system. The ventilation system can introduce fresh air into the interior, for example after filtering and/or temperature control.

Beispielsweise kann das Belüftungssystem dazu ausgebildet sein, Frischluft von oben in den Innenraum einzubringen. Solche Belüftungssystem können bei der Installation kostengünstig und einfach sein, da jeweilige Versorgungsleitungen und Luftauslässe einfach in oder an einer Decke des Innenraums installiert werden können. Allerdings ist für eine ausreichende Frischluftversorgung in diesem Fall ein großer Volumenstrom notwendig, da der Frischluftstrom beispielsweise bis zu einer Aufenthaltszone von Personen eine große Distanz zurücklegen muss. Während des Strömens der Frischluft von oben zu der Aufenthaltszone ist der Frischluftstrom einer hohen Einmischung von Raumluft ausgesetzt, welche für ausreichend Frischluft in der Aufenthaltszone durch einen entsprechend großen Volumenstrom kompensiert werden muss. Die Frischluftversorgung von der Decke kann zudem unerwünschte Turbulenzen erzeugen und in dem Innenraum unerwünschter Weise spürbare Luftströmungen verursachen.For example, the ventilation system can be designed to introduce fresh air into the interior from above. Such ventilation systems can be inexpensive and simple to install because respective supply lines and air outlets can be easily installed in or on a ceiling of the interior. However, in this case, a large volume flow is necessary for an adequate supply of fresh air, since the fresh air flow has to cover a large distance, for example, to a zone where people are staying. During the flow of fresh air from above to the occupied zone, the fresh air flow is exposed to a high level of interference from room air, which must be compensated for by a correspondingly large volume flow to ensure sufficient fresh air in the occupied zone. The fresh air supply from the ceiling can also create unwanted turbulence and cause undesirable, noticeable air currents in the interior.

Das Belüftungssystem kann auch dazu ausgebildet sein, einen Frischluftsee an einem Boden des Innenraums durch eine bodennahe Quellluftbelüftung zu erzeugen. Dieser Frischluftsee kann eine geringere Lufttemperatur aufweisen als darüber liegende Luft. Durch Erwärmung kann die Frischluft aus dem Frischluftsee aufsteigen. Eine solche Erwärmung wird beispielsweise durch Menschen oder auch warme Geräte in dem Innenraum, wie elektronische Geräte, verursacht. Dadurch kann bedarfsgerecht dort ein Frischluftstrom erzeugt werden. So kann beispielsweise die Frischluft an Personen aufsteigen, wodurch diese aus dem Frischluftsee mit Frischluft versorgt werden. Ebenso kann die Frischluft an warmen Geräten aufsteigen, um dort durch die Geräte belastete Luft abzutransportieren und die Geräte zusätzlich zu kühlen. Durch diese bedarfsgerechte Frischluftversorgung kann das Belüftungssystem mit Frischluftsee mit einem geringen Volumenstrom an Frischluft operieren. Zudem können unerwünschter Weise spürbare Luftströmungen vermieden werden. Allerdings ist wenigstens ein Luftauslass in oder an dem Frischluftsee erforderlich, also üblicherweise in Bodennähe. Dadurch ist eine Installation von Versorgungsleitungen und Luftauslässen aufwendig und teuer.The ventilation system can also be designed to generate a lake of fresh air on a floor of the interior through a source air ventilation close to the floor. This lake of fresh air can have a lower air temperature than air above it. By heating, the fresh air can rise from the fresh air lake. Such heating is caused, for example, by people or warm devices in the interior, such as electronic devices. This means that a stream of fresh air can be generated there as needed. For example, the fresh air can rise to people, whereby they are supplied with fresh air from the fresh air lake. The fresh air can also rise on warm devices in order to transport air contaminated by the devices and additionally cool the devices. This needs-based supply of fresh air allows the ventilation system with a fresh air lake to operate with a low volume flow of fresh air. In addition, undesirably noticeable air currents can be avoided. However, at least one air outlet is required in or on the fresh air lake, i.e. usually near the ground. This makes installing supply lines and air outlets complex and expensive.

In der WO 2021/065808 A1 ist eine Luftzirkulationsvorrichtung beschrieben, welche Luft in Form von Vortexringen seitlich in einen Raum abstrahlt. Die Vortexringe können dabei auf eine Person gerichtet werden.In the WO 2021/065808 A1 An air circulation device is described which radiates air laterally into a room in the form of vortex rings. The vortex rings can be aimed at a person.

In der US 2015/0328960 A1 ist eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei welcher Vortexringe seitlich in einen Fahrzeuginnenraum abgestrahlt werden.In the US 2015/0328960 A1 an air conditioning system for a motor vehicle is described, in which vortex rings are radiated laterally into a vehicle interior.

In der CN 112 303 838 A wird eine Klimaanlage mit einem Vortexringgenerator beschrieben.In the CN 112 303 838 A An air conditioning system with a vortex ring generator is described.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Belüftungssystem zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum. Das Belüftungssystem kann dazu ausgebildet sein, Frischluft in den Innenraum einzubringen. Frischluft kann gegenüber Raumluft eine geringe Lufttemperatur und/oder weniger Verunreinigungen mit Partikeln oder andere Belastungen aufweisen. Das Belüftungssystem kann dazu Luft von außerhalb des Innenraums, insbesondere von außerhalb eines Gebäudes, ansaugen. Das Belüftungssystem kann auch als Umluftsystem arbeiten und Luft aus dem Innenraum selbst ansaugen und zum Erzeugen von Frischluft aufbereiten. Das Belüftungssystem kann die Frischluft also auch aus belasteter Innenraumluft erzeugen. Beispielsweise kann das Belüftungssystem dazu ausgebildet sein, angesaugte Luft zu reinigen und/oder zu temperieren und/oder anderweitig aufzubereiten. Das Belüftungssystem kann einen Filter aufweisen. Das Belüftungssystem kann einen Kühlvorrichtung und/oder eine Heizvorrichtung aufweisen. Das Belüftungssystem kann jeweilige Luftleitungen aufweisen. Das Belüftungssystem kann beispielsweise elektrisch betrieben sein. Das Belüftungssystem kann als Klimaanlage ausgebildet sein oder zumindest einen Teil einer Klimaanlage bilden. Das Belüftungssystem kann zum Abführen von Luft aus dem Innenraum ausgebildet sein, insbesondere in einem oberen Endbereich des Innenraums. Das Belüftungssystem kann eine Abluftvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, Luft oben aus dem Raum abzuführen. Dazu können ein oder mehrere Luftablässe an einer Decke des Innenraums angeordnet sein. Der Innenraum kann ein einzelner Raum eines Gebäudes sein. Der Innenraum kann auch eine ganze Etage des Gebäudes sein. Der Innenraum kann auch das gesamte durch das Gebäude eingeschlossene Volumen sein. Das Belüftungssystem kann dazu ausgebildet sein, jeweilige Räume eines Gebäudes unabhängig voneinander mit Frischluft zu versorgen.A first aspect of the invention relates to a ventilation system for supplying fresh air into an interior. The ventilation system can be designed to introduce fresh air into the interior. Compared to room air, fresh air can have a lower air temperature and/or less contamination with particles or other pollution. For this purpose, the ventilation system can suck in air from outside the interior, in particular from outside a building. The aeration The ventilation system can also work as a recirculation system and draw in air from the interior itself and process it to generate fresh air. The ventilation system can also generate fresh air from polluted indoor air. For example, the ventilation system can be designed to clean and/or temper and/or otherwise process sucked-in air. The ventilation system may have a filter. The ventilation system may include a cooling device and/or a heating device. The ventilation system can have respective air lines. The ventilation system can be electrically operated, for example. The ventilation system can be designed as an air conditioning system or at least form part of an air conditioning system. The ventilation system can be designed to remove air from the interior, in particular in an upper end region of the interior. The ventilation system may have an exhaust device designed to exhaust air from the top of the room. For this purpose, one or more air outlets can be arranged on a ceiling of the interior. The interior can be a single room in a building. The interior can also be an entire floor of the building. The interior space can also be the entire volume enclosed by the building. The ventilation system can be designed to supply fresh air to respective rooms of a building independently of one another.

Das Belüftungssystem weist eine Frischluftzufuhrvorrichtung auf. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Frischluft in den Innenraum zu transportieren. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann ein Gebläse und/oder eine Ansaugvorrichtung aufweisen. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Frischluft von außerhalb des Innenraums anzusaugen und/oder Frischluft aus belasteter Luft zu erzeugen.The ventilation system has a fresh air supply device. The fresh air supply device can be designed to transport fresh air into the interior. The fresh air supply device can have a blower and/or a suction device. The fresh air supply device can be designed to suck in fresh air from outside the interior and/or to generate fresh air from polluted air.

Frischluft kann durch eine maximale Belastung definiert sein. Eine Belastung kann durch Verunreinigungen, wie Schadstoffe oder unerwünschte Gase, definiert sein. Frischluft kann einen maximalen Anteil an CO₂ haben und/oder einen minimalen Anteil an Sauerstoff. Frischluft kann kälter sein als eine durchschnittliche Raumluft in dem Innenraum, insbesondere innerhalb einer vorgegebenen Minimaltemperaturdifferenz und einer vorgegebenen Maximaltemperaturdifferenz.Fresh air can be defined by a maximum load. A pollution can be defined by contaminants such as pollutants or unwanted gases. Fresh air can have a maximum proportion of CO ₂ and/or a minimum proportion of oxygen. Fresh air can be colder than average room air in the interior, in particular within a predetermined minimum temperature difference and a predetermined maximum temperature difference.

Die Frischluftzufuhrvorrichtung weist wenigstens einen Vortexringgenerator auf. Der Vortexringgenerator kann dazu ausgebildet sein, Luftvortexringe abzustrahlen. Ein Vortexring kann eine Fluidströmung sein, bei welcher das Fluid um einen virtuellen Ring geschlossen strömt. Bei einem Luftvortexring ist die Fluidströmung im Wesentlichen durch Luft gebildet. Ein Luftvortexring kann eine stabile Strömung sein, welche durch unbewegte Luft propagieren kann. Ein Luftvortexring kann im Rahmen dieser Beschreibung auch als Vortexring bezeichnet werden. Ein Vortexring kann eine stabile Wirbelstruktur aufweisen. Eine Durchmischung mit Umgebungsluft bei deren Durchwandern erfolgt dabei nur in einem sehr geringen Maß, sodass beispielsweise Frischluftvortexringe durch belastete Luft mit nur geringen Verlusten und/oder Vermischungen zu einem Zielort abgestrahlt werden kann. Der Vortexringgenerator kann beispielsweise eine Düse und eine Membran aufweisen, welche Luft in der Düse dazu anregen kann, aus der Düse als Vortexring abgestrahlt zu werden. Der Vortexringgenerator kann beispielsweise auch einen Kolben und/oder eine Lochscheibe aufweisen, mittels welchem jeweilige Vortexringe erzeugbar sind. Der Vortexringgenerator kann dazu ausgebildet sein, periodisch jeweilige Vortexringe abzustrahlen.The fresh air supply device has at least one vortex ring generator. The vortex ring generator can be designed to emit air vortex rings. A vortex ring can be a fluid flow in which the fluid flows closed around a virtual ring. In an air vortex ring, the fluid flow is essentially formed by air. An air vortex ring can be a stable flow that can propagate through still air. An air vortex ring can also be referred to as a vortex ring in the context of this description. A vortex ring can have a stable vortex structure. Mixing with ambient air as it travels through it only occurs to a very small extent, so that, for example, fresh air vortex rings can be radiated through polluted air to a target location with only minor losses and/or mixing. The vortex ring generator can, for example, have a nozzle and a membrane, which can stimulate air in the nozzle to be emitted from the nozzle as a vortex ring. The vortex ring generator can, for example, also have a piston and/or a perforated disk, by means of which respective vortex rings can be generated. The vortex ring generator can be designed to periodically emit respective vortex rings.

Der Vortexringgenerator ist dazu ausgebildet, Vortexringe aus Frischluft zu erzeugen und von oben nach unten in den Innenraum abzustrahlen. Dadurch wird unten in dem Innenraum ein Frischluftsee versorgt. Oben und unten können beispielsweise durch die Schwerkraft definiert sein. Der Vortexringgenerator kann beispielsweise in einer Decke des Innenraums und/oder in einem oberen Endbereich des Innenraums angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Luftauslass des Vortexringgenerators in einer Öffnung der Decke des Innenraums angeordnet sein. Der Vortexringgenerator kann dazu ausgebildet sein, Abstrahlwinkel, Größe und/oder Taktung bei der Vortexringerzeugung zu ändern. Beispielsweise kann der Vortexringgenerator verschwenkbar an der Decke gelagert sein.The vortex ring generator is designed to generate vortex rings from fresh air and radiate them from top to bottom into the interior. This provides a lake of fresh air at the bottom of the interior. For example, top and bottom can be defined by gravity. The vortex ring generator can be arranged, for example, in a ceiling of the interior and/or in an upper end region of the interior. For example, an air outlet of the vortex ring generator can be arranged in an opening in the ceiling of the interior. The vortex ring generator can be designed to change the radiation angle, size and/or timing when generating the vortex ring. For example, the vortex ring generator can be pivotably mounted on the ceiling.

Durch das Belüftungssystem mit den von oben nach unten abgestrahlten Vortexringen können die Vorteile einer Frischluftversorgung von oben mit denen einer Frischluftversorgung auf Basis eines Frischluftsees kombiniert werden. Die Installation des Belüftungssystems kann einfach und kostengünstig erfolgen, beispielsweise mit Luftleitungen nur in oder an einer Decke des Innenraums. Das Belüftungssystem kann beispielsweise frei von Elementen für eine Frischluftzufuhr im Boden oder einem unteren Endbereich des Innenraums sein. Gleichzeitig kann die bedarfsgerechte Frischluftversorgung durch an warmen Bereichen bzw. Gegenständen und Personen aufsteigende Luft aus dem Frischluftsee erfolgen. So ist nur ein geringer Volumenstrom an Frischluft notwendig.The ventilation system with vortex rings radiating from top to bottom allows the advantages of a fresh air supply from above to be combined with those of a fresh air supply based on a fresh air lake. The ventilation system can be installed easily and inexpensively, for example with air ducts only in or on a ceiling of the interior. The ventilation system can, for example, be free of elements for supplying fresh air in the floor or a lower end region of the interior. At the same time, fresh air can be supplied as required by air rising from the fresh air lake to warm areas or objects and people. This means that only a small volume flow of fresh air is necessary.

Das Belüftungssystem kann dazu ausgebildet sein, den Frischluftsee initial zu erzeugen. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von einem Raumzustand, wie einer Benutzung, einer Belastung der Luft und/oder einer Raumtemperatur, gesteuert zu werden, insbesondere um eine Frischluftmenge und deren Temperatur einzustellen. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von einem Frischluftseezustand, wie einer Höhe des Frischluftsees und einer Frischluftseetemperatur, gesteuert zu werden, insbesondere um eine Frischluftzufuhrmenge und deren Temperatur einzustellen. Das Belüftungssystem kann dafür entsprechende Sensoren und eine Steuervorrichtung aufweisen.The ventilation system can be designed to initially generate the fresh air lake. The fresh air supply device can be designed to depend on a room condition, such as use, air pollution and/or a room temperature, to be controlled, in particular to set a quantity of fresh air and its temperature. The fresh air supply device can alternatively or additionally be designed to be controlled depending on a fresh air lake condition, such as a height of the fresh air lake and a fresh air lake temperature, in particular in order to adjust a fresh air supply quantity and its temperature. The ventilation system can have corresponding sensors and a control device for this purpose.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass der Vortexringgenerator an einer Decke des Innenraums angeordnet ist. Dadurch kann der Vortexringgenerator einfach installiert werden und verringert nicht oder nur geringfügig ein Nutzvolumen des Innenraums. Dabei kann der Vortexringgenerator frei unterhalb der Decke angeordnet sein oder auch teilweise oder komplett in der Decke. Der Vortexringgenerator kann beispielsweise auch komplett oder teilweise zwischen einer strukturell tragenden Decke und einer abgehangenen Decke des Innenraums angeordnet sein. Der Vortexringgenerator kann mit einer Auslassseite im Wesentlich nach unten zum Boden des Innenraums ausgerichtet angeordnet sein.In one embodiment of the ventilation system it is provided that the vortex ring generator is arranged on a ceiling of the interior. As a result, the vortex ring generator can be easily installed and does not or only slightly reduces the usable volume of the interior. The vortex ring generator can be arranged freely below the ceiling or partially or completely in the ceiling. The vortex ring generator can, for example, also be arranged completely or partially between a structurally supporting ceiling and a suspended ceiling of the interior. The vortex ring generator can be arranged with an outlet side aligned essentially downwards towards the floor of the interior.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass der Vortexringgenerator dazu ausgebildet ist, die Vortexringe bis zu dem Frischluftsee und/oder bis zu einem Boden des Innenraums abzustrahlen. Der Vortexringgenerator kann dazu ausgebildet sein, Vortexringe zu erzeugen, welche sich beim Erreichen des Frischluftsees im Wesentlichen auflösen und mit der Luft in dem Frischluftsee vermengen. So kann besonders wenig Energie zum Erzeugen der Vortexringe notwendig sein, da diese nur die Distanz bis zum Frischluftsee überbrücken müssen. Der Vortexringgenerator kann dazu ausgebildet sein, Vortexringe zu erzeugen, welche mit dem Boden des Innenraums kollidieren und sich so auflösen und mit der Luft in dem Frischluftsee vermengen. Dadurch kann besonders zuverlässig und/oder besonders effizient Frischluft zum Frischluftsee transportiert werden, da die Vortexringe sich beispielsweise nicht nach einer bestimmten Distanz selbst auflösen müssen.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the vortex ring generator is designed to radiate the vortex rings to the fresh air lake and/or to a floor of the interior. The vortex ring generator can be designed to generate vortex rings, which essentially dissolve when they reach the fresh air lake and mix with the air in the fresh air lake. Particularly little energy may be necessary to create the vortex rings, as they only have to bridge the distance to the fresh air lake. The vortex ring generator can be designed to generate vortex rings which collide with the floor of the interior and thus dissolve and mix with the air in the fresh air lake. This allows fresh air to be transported to the fresh air lake particularly reliably and/or particularly efficiently, since the vortex rings do not have to dissolve themselves after a certain distance, for example.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass die Frischluftzufuhrvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Vortexringe mit einer Vortexlufttemperatur unterhalb einer Raumluftdurchschnittstemperatur zu erzeugen. Dadurch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass die mit den Vortexringen zugeführte Frischluft zunächst in dem Frischluftsee bleibt und nur bei Kontakt mit Wärme, beispielsweise von Personen oder elektrischen Geräten, aus dem Frischluftsee aufsteigt. Zudem kann so eine Raumklimatisierung vereinfacht werden. Die Vortexlufttemperatur kann eine Durchschnittstemperatur der an dem jeweiligen Vortexring beteiligten Luft sein. Die Vortexlufttemperatur kann eine Lufttemperatur der erzeugten und/oder abgestrahlten Vortexringe sein. Beispielsweise kann die Frischluftzufuhrvorrichtung eine Kühlung aufweisen, welche eine Luft vor deren Zufuhr zu dem Vortexringgenerator abkühlt. Die Raumluftdurchschnittstemperatur kann eine Durchschnittstemperatur nur der Luft oberhalb des Frischluftsees sein oder eine Durchschnittstemperatur aller Luft in dem Innenraum. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Vortexringe mit einer Vortexlufttemperatur unterhalb einer Frischluftseedurchschnittstemperatur zu erzeugen. Dadurch kann der Frischluftsee kälter als die übrige Luft im Innenraum gehalten werden, auch wenn sich graduell wärmere Luft mit dem Frischluftsee vermischt.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the fresh air supply device is designed to generate the vortex rings with a vortex air temperature below an average room air temperature. This can reliably ensure that the fresh air supplied with the vortex rings initially remains in the fresh air lake and only rises from the fresh air lake when it comes into contact with heat, for example from people or electrical devices. In addition, room air conditioning can be simplified. The vortex air temperature can be an average temperature of the air involved in the respective vortex ring. The vortex air temperature can be an air temperature of the vortex rings generated and/or emitted. For example, the fresh air supply device can have a cooling system which cools air before it is supplied to the vortex ring generator. The indoor air average temperature may be an average temperature of only the air above the fresh air lake or an average temperature of all air in the indoor space. The fresh air supply device can be designed to generate vortex rings with a vortex air temperature below a fresh air lake average temperature. This allows the lake of fresh air to be kept colder than the rest of the air in the interior, even if gradually warmer air mixes with the lake of fresh air.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass das Belüftungssystem einen Lufttemperatursensor aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, eine Lufttemperatur in dem Innenraum zu erfassen. Der Lufttemperatursensor kann dazu ausgebildet sein, eine Lufttemperatur unten in dem Innenraum und/oder eine Lufttemperatur in dem Frischluftsee zu erfassen. Beispielsweise kann der Lufttemperatursensor als elektronisches Thermometer ausgebildet sein. Der Lufttemperatursensor kann beispielsweise in Bodennähe angeordnet sein, insbesondere auf einer Seitenwand. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Vortexlufttemperatur der erzeugten Vortexringe in Abhängigkeit von der erfassten Lufttemperatur in dem Innenraum einzustellen. So kann die Vortexlufttemperatur so angepasst werden, dass der Frischluftsee eine Temperatur behält, welche geringer als die der darüberliegenden Luft ist. Das Belüftungssystem kann auch einen ersten Lufttemperatursensor aufweisen, welcher die Temperatur der Luft im Frischluftsee erfasst, und einen zweiten Lufttemperatursensor, welcher die Temperatur in der darüber liegenden Luft erfasst. Dadurch kann die Frischluftversorgung über den Frischluftsee besonders zuverlässig sichergestellt werden. Das Belüftungssystem kann dazu ausgebildet sein, die Temperatur unterschiedlicher Zonen des Frischluftsees zu erfassen und in Abhängigkeit davon die Vortexlufttemperatur von Vortexringen einzustellen, die in die jeweilige Zone abgestrahlt werden.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the ventilation system has an air temperature sensor which is designed to detect an air temperature in the interior. The air temperature sensor can be designed to detect an air temperature at the bottom of the interior and/or an air temperature in the fresh air lake. For example, the air temperature sensor can be designed as an electronic thermometer. The air temperature sensor can, for example, be arranged near the floor, in particular on a side wall. The fresh air supply device can be designed to adjust the vortex air temperature of the vortex rings generated depending on the detected air temperature in the interior. The vortex air temperature can be adjusted so that the fresh air lake maintains a temperature that is lower than that of the air above it. The ventilation system may also include a first air temperature sensor that detects the temperature of the air in the fresh air lake and a second air temperature sensor that detects the temperature in the air above. This means that the supply of fresh air via the fresh air lake can be ensured particularly reliably. The ventilation system can be designed to detect the temperature of different zones of the fresh air lake and, depending on this, to adjust the vortex air temperature of vortex rings that are radiated into the respective zone.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass das Belüftungssystem eine Luftqualitätsmessvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Belastung der Luft in dem Innenraum zu erfassen. Die Belastung kann durch die Luftqualitätsmessvorrichtung beispielsweise direkt gemessen werden oder mittelbar bestimmt werden. Die Erfassung der Belastung der Luft in dem Innenraum kann eine bedarfsgerechte Steuerung des Lüftungssystems ermöglichen, insbesondere eine bedarfsgerechte Erzeugung von den Vortexringen. Die Luftqualitätsmessvorrichtung kann einen CO₂-Sensor aufweisen. Der CO₂-Sensor kann beispielsweise einen CO₂ Gehalt der Luft in dem Innenraum messen. Der CO₂-Sensor kann beispielsweise auf einer Kopfhöhe einer stehenden oder sitzenden Person in dem Innenraum angeordnet sein, um einen CO₂ Gehalt der Luft in einer Höhe zu ermitteln, in welcher die Luft eingeatmet wird. Der CO₂ Gehalt kann eine für die Qualität der Luft besonders relevante Kenngröße sein. Die Luftqualitätsmessvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich dazu ausgebildet sein, eine Anzahl Personen in dem Innenraum zu bestimmen. Dadurch kann mittelbar auf eine Belastung der Luft in dem Innenraum geschlossen werden, beispielsweise durch Atmung dieser Personen und/oder deren Arbeitstätigkeiten. So kann ebenfalls auf eine sinnvolle Frischluftzufuhrmenge geschlossen werden. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Luftzufuhrmenge in den Innenraum in Abhängigkeit von der erfassten Belastung der Luft in dem Innenraum einzustellen. Dadurch ist eine bedarfsgerechte Frischluftzufuhr möglich, wodurch das Belüftungssystem sehr energiesparend arbeiten kann. Beispielsweise kann die Frischluftzufuhrmenge durch eine Änderung der Taktung der Erzeugung von Vortexringen und deren Größe verändert werden. Sofern mehrere Vortexringgeneratoren vorgesehen sind, können auch einzelne Vortexringgeneratoren ein- bzw. ausgeschaltet werden, um die Luftzufuhrmenge einzustellen. Die Luftzufuhrmenge kann ein Volumenstrom an Frischluft sein, welcher durch das Belüftungssystem in den Innenraum eingeleitet wird.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the ventilation system has an air quality measuring device which is designed to detect pollution of the air in the interior. The load can, for example, be measured directly or determined indirectly by the air quality measuring device. Detecting the pollution of the air in the interior can be a needs-based control Allow the ventilation system to be adjusted, in particular the vortex rings to be generated as needed. The air quality measuring device can have a CO ₂ sensor. The CO ₂ sensor can, for example, measure a CO ₂ content of the air in the interior. The CO ₂ sensor can, for example, be arranged at head height of a standing or sitting person in the interior in order to determine a CO ₂ content of the air at a height at which the air is inhaled. The CO ₂ content can be a particularly relevant parameter for the quality of the air. The air quality measuring device can alternatively or additionally be designed to determine a number of people in the interior. This makes it possible to indirectly conclude that the air in the interior is polluted, for example due to the breathing of these people and/or their work activities. This also means that a reasonable amount of fresh air supply can be determined. The fresh air supply device can be designed to adjust an air supply quantity into the interior depending on the detected load on the air in the interior. This makes it possible to supply fresh air as needed, allowing the ventilation system to work in a very energy-saving manner. For example, the amount of fresh air supplied can be changed by changing the timing of the generation of vortex rings and their size. If several vortex ring generators are provided, individual vortex ring generators can also be switched on or off to adjust the air supply quantity. The air supply quantity can be a volume flow of fresh air, which is introduced into the interior through the ventilation system.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass die Frischluftzufuhrvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhrmenge einzustellen, indem eine Größe der Vortexringe und/oder eine Taktung einer Abstrahlung der Vortexringe verändert wird. Die Größe eines Vortexrings kann beispielsweise durch dessen Durchmesser verändert werden und/oder durch einen maximalen radialen Abstand der um die Ringform des Vortex zirkulierenden Luft. Die Taktung kann eine Frequenz sein, mit der Vortexringe abgestrahlt werden. Beispielsweise kann der Vortexringgenerator in einer ersten Einstellung eine bestimmt Anzahl Vortexringe pro Minute abstrahlen und in einer zweiten Einstellung eine im Vergleich dazu größere oder kleinere Anzahl Vortexringe pro Minute. Dadurch kann die Luftzufuhrmenge zu dem Frischluftsee einfach bedarfsgerecht verändert werden.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the fresh air supply device is designed to adjust the amount of air supply by changing a size of the vortex rings and/or a timing of radiation from the vortex rings. The size of a vortex ring can be changed, for example, by its diameter and/or by a maximum radial distance of the air circulating around the ring shape of the vortex. The timing can be a frequency at which vortex rings are emitted. For example, the vortex ring generator can emit a certain number of vortex rings per minute in a first setting and a larger or smaller number of vortex rings per minute in a second setting. This means that the amount of air supplied to the fresh air lake can be easily changed as required.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass das Belüftungssystem eine Personenerfassungsvorrichtung und/oder eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von Luftverunreinigungsquellen aufweist. So kann beispielsweise eine Position jeweiliger Personen und/oder jeweiliger Luftverunreinigungsquellen im Innenraum erfasst werden. Beispielsweise kann die Personenerfassungsvorrichtung einen Bewegungsmelder oder eine Infrarotkamera aufweisen. Die Infrarotkamera kann gleichzeitig Personen und Luftverunreinigungsquellen in dem Innenraum erfassen und ist damit besonders geeignet. Der Bewegungsmelder kann besonders kostengünstig und einfach sein. Beispielsweise kann auch ein Signal eines Bewegungsmelders genutzt werden, welcher bereits eine Beleuchtung steuert.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the ventilation system has a person detection device and/or a detection device for detecting sources of air pollution. For example, a position of respective people and/or respective sources of air pollution in the interior can be recorded. For example, the person detection device can have a motion detector or an infrared camera. The infrared camera can simultaneously detect people and sources of air pollution in the interior and is therefore particularly suitable. The motion detector can be particularly inexpensive and simple. For example, a signal from a motion detector that already controls lighting can also be used.

Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Abstrahlung der Vortexringe zu steuern, um ein Abstrahlen der Vortexringe auf Personen in dem Innenraum und/oder auf Luftverunreinigungsquellen in dem Innenraum zu vermeiden. Beispielsweise kann die Abstrahlung jeweiliger Vortexringe in Abhängigkeit der erfassten Position von Personen und/oder Luftverunreinigungsquellen gesteuert werden. Dadurch können für Personen unangenehme Luftströmungen vermieden werden. Zudem kann so sichergestellt werden, dass die Frischluft auch tatsächlich den Frischluftsee erreicht. Ebenso kann so verhindert werden, dass die Vortexringe auf Luftverunreinigungsquellen treffen, und belastete Luft im Raum unerwünscht im umliegenden Raum verteilt wird und/oder mit der Frischluft im Frischluftsee vermischt wird. Beispielsweise können die Vortexringe nur in Bereiche des Innenraums abgestrahlt werden, in welchen sich keine Personen aufhalten und/oder in welchen sich keine Luftverunreinigungsquellen, wie Elektrogeräte, befinden. Beispielsweise kann die Abstrahlung durch Verändern eines Abstrahlwinkels der Vortexgeneratoren an der Decke und/oder durch Abschalten einzelner Vortexringgeneratoren eingestellt werden. So können beispielsweise nur Vortexringgeneratoren arbeiten, welche sich nicht über Personen befinden. Das Abschalten kann dabei temporär erfolgen und durch Grenzwerte beschränkt werden. Beispielsweise können Vortexringgeneratoren über Personen trotzdem aktiviert werden, wenn eine Luftqualität einen Grenzwert unterschreitet und/oder eine Lufttemperatur einen Grenzwert überschreitet. So kann eine ausreichende Luftqualität weiterhin sichergestellt werden.The fresh air supply device can be designed to control the radiation of the vortex rings in order to avoid radiation of the vortex rings onto people in the interior and/or onto sources of air pollution in the interior. For example, the radiation from respective vortex rings can be controlled depending on the detected position of people and/or sources of air pollution. This can prevent unpleasant air currents for people. This also ensures that the fresh air actually reaches the fresh air lake. It can also be prevented that the vortex rings come into contact with sources of air pollution and that polluted air in the room is undesirably distributed in the surrounding room and/or is mixed with the fresh air in the fresh air lake. For example, the vortex rings can only be emitted into areas of the interior in which there are no people and/or in which there are no sources of air pollution, such as electrical appliances. For example, the radiation can be adjusted by changing a radiation angle of the vortex generators on the ceiling and/or by switching off individual vortex ring generators. For example, only vortex ring generators that are not above people can work. The shutdown can be temporary and limited by limit values. For example, vortex ring generators can still be activated by people if air quality falls below a limit value and/or air temperature exceeds a limit value. In this way, sufficient air quality can continue to be ensured.

Das Belüftungssystem kann dazu ausgebildet sein, eine Bewegung von erfassten Personen zu prädizieren. Die Prädiktion kann beispielsweise als Interpolation einer vorherigen erfassten Bewegung erfolgen und dabei optional Hindernisse im Raum berücksichtigen. Die Frischluftzufuhrvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Abstrahlung der Vortexringe zu steuern, um ein Abstrahlen der Vortexringe auf Personen in dem Innenraum und/oder auf Luftverunreinigungsquellen in dem Innenraum in Abhängigkeit der prädizierten Bewegung zu vermeiden. Dadurch kann auch bei einem großen Abstand von den Vortexringgeneratoren zu jeweiligen Personen, insbesondere bei Räumen mit hohen Decken, deren Anstrahlung mit Vortexringen zuverlässig vermieden werden.The ventilation system can be designed to predict movement of detected people. The prediction can, for example, take place as an interpolation of a previously recorded movement and optionally take obstacles in the room into account. The fresh air supply device can be designed to control the radiation of the vortex rings in order to avoid radiation of the vortex rings onto people in the interior and/or onto sources of air pollution in the interior depending on the predicted movement. This means that even with a large one Distance from the vortex ring generators to respective people, especially in rooms with high ceilings, whose illumination can be reliably avoided with vortex rings.

Eine besondere Synergie ergibt sich, wenn gleichzeitig die Luftqualitätsmessvorrichtung zum Steuern der Luftzufuhrmenge in den Innenraum und die Erfassung von Personen zum Steuern der Abstrahlung vorgesehen ist. In diesem Fall können gemeinsam Sensoren genutzt werden. Beispielsweise kann von den durch die Infrarotkamera erfassten Daten gleichzeitig auf eine Belastung der Luft und damit die Luftqualität als auch auf eine Position jeweiliger Personen in dem Raum geschlossen werden. Das Belüftungssystem kann so bei geringen Kosten hochfunktional sein.A special synergy results when the air quality measuring device is simultaneously provided for controlling the amount of air supplied to the interior and the detection of people in order to control the radiation. In this case, sensors can be used together. For example, the data recorded by the infrared camera can be used to determine whether the air is polluted and thus the air quality, as well as the position of the respective people in the room. The ventilation system can be highly functional at low cost.

In einer Ausführungsform des Belüftungssystems ist es vorgesehen, dass die Frischluftzufuhrvorrichtung eine Mehrzahl von Vortexringgeneratoren aufweist, wobei die Frischluftzufuhrvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Vortexringe alternierend mit den Vortexringgeneratoren zu erzeugen. Insbesondere kann eine im Wesentlichen kontinuierliche Frischluftzufuhr in den Innenraum bereitgestellt werden. Durch das alternierende Betreiben kann kontinuierlich Frischluft angesaugt werden, obwohl ein einzelner Vortexringgenerator nur periodisch einen Vortexring abstrahlt. Dadurch kann die Frischluftversorgung besonders einfach sein. Beispielsweise kann eine Strömungsmaschine kontinuierlich Frischluft ansaugen und mit einem simplen Verteilventil diese Frischluft jeweils nur einem der Vortexringgeneratoren gleichzeitig zugeführt werden. Dabei kann ein Rückstau von Luft, welche das Ansaugen behindern könnte, vermieden werden.In one embodiment of the ventilation system, it is provided that the fresh air supply device has a plurality of vortex ring generators, wherein the fresh air supply device is designed to generate the vortex rings alternately with the vortex ring generators. In particular, a substantially continuous supply of fresh air into the interior can be provided. Through alternating operation, fresh air can be sucked in continuously, although a single vortex ring generator only emits a vortex ring periodically. This makes supplying fresh air particularly easy. For example, a turbomachine can continuously suck in fresh air and use a simple distribution valve to supply this fresh air to only one of the vortex ring generators at a time. A backlog of air, which could hinder suction, can be avoided.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Frischluftzufuhr in einen Innenraum. Mit dem Verfahren kann beispielsweise das Belüftungssystem gemäß dem ersten Aspekt betrieben werden. Entsprechende Merkmale, Vorteile und weitere Ausgestaltungen des ersten Aspekts bilden auch Merkmale, Vorteile und weitere Ausgestaltungen des zweiten Aspekts und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a method for supplying fresh air into an interior. For example, the method can be used to operate the ventilation system according to the first aspect. Corresponding features, advantages and further refinements of the first aspect also form features, advantages and further refinements of the second aspect and vice versa.

Das Verfahren weist einen Schritt eines Erzeugens eines Vortexrings aus Frischluft auf, beispielsweise mit einem an einer Decke eines Raums angeordneten Vortexringgenerators. Das Verfahren weist einen Schritt eines Abstrahlens des Vortexrings von oben nach unten in den Innenraum, insbesondere von einer Decke zu einem Boden des Innenraums, auf, um unten in dem Innenraum einen Frischluftsee zu versorgen. Das Abstrahlen und das Erzeugen des Vortexrings kann beispielsweise im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.The method has a step of generating a vortex ring from fresh air, for example with a vortex ring generator arranged on a ceiling of a room. The method has a step of radiating the vortex ring from top to bottom into the interior, in particular from a ceiling to a floor of the interior, in order to supply a lake of fresh air at the bottom of the interior. The blasting and the creation of the vortex ring can, for example, take place essentially simultaneously.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

1 schematically illustrates a ventilation system for an interior of a building;
2 schematically illustrates a method for supplying fresh air into an interior, and
3 schematically illustrates a vortex ring generator of the ventilation system.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 zeigt schematisch einen Innenraum 10 eines Gebäudes. Dargestellt ist ein Boden 12 des Innenraums 10, eine Decke 14 und jeweilige Seitenwände 16. In dem Innenraum 10 befindet sich eine Person 18. Der Innenraum 10 wird durch ein Belüftungssystem mit Frischluft versorgt. Dafür weist das Belüftungssystem eine Frischluftzufuhrvorrichtung 20 auf, welche von außerhalb des Innenraums 10 Frischluft ansaugt. Weiterhin weist die Frischluftzufuhrvorrichtung 20 einen Vortexringgenerator 22 auf, welche detailliert in 3 veranschaulicht ist und an der Decke 14 angeordnet ist. Der Vortexringgenerator 22 ist dazu ausgebildet, Vortexringe 24 aus Frischluft zu erzeugen und von oben nach unten in den Innenraum 10 abzustrahlen. 1 shows schematically an interior 10 of a building. Shown is a floor 12 of the interior 10, a ceiling 14 and respective side walls 16. There is a person 18 in the interior 10. The interior 10 is supplied with fresh air by a ventilation system. For this purpose, the ventilation system has a fresh air supply device 20, which sucks in fresh air from outside the interior 10. Furthermore, the fresh air supply device 20 has a vortex ring generator 22, which is detailed in 3 is illustrated and is arranged on the ceiling 14. The vortex ring generator 22 is designed to generate vortex rings 24 from fresh air and to radiate it from top to bottom into the interior 10.

Dafür weist die Frischluftzufuhrvorrichtung 20 eine Frischluftleitung 26 auf, welche mit einem Gehäuse 28 des Vortexringgenerators 22 verbunden ist. Das Gehäuse 28 bildet eine Düse aus und begrenzt ein Sammelvolumen. In dem Sammelvolumen, einem Innenraum des Gehäuses 28, ist zudem eine Membran 30 angeordnet. Die Membran 30 wird periodisch bewegt, um die Vortexringe 24 zu erzeugen und aus der Düse abzustrahlen. Andere Bauformen von Vortexringgeneratoren können ebenfalls genutzt werden.For this purpose, the fresh air supply device 20 has a fresh air line 26, which is connected to a housing 28 of the vortex ring generator 22. The housing 28 forms a nozzle and limits a collection volume. A membrane 30 is also arranged in the collecting volume, an interior of the housing 28. The membrane 30 is periodically moved to create the vortex rings 24 and emit them from the nozzle. Other designs of vortex ring generators can also be used.

Durch die von oben nach unten abgestrahlten Vortexringe 24 wird ein Frischluftsee 32 an dem Boden 12 des Innenraums 10 versorgt, da diese ihre Wirbelstruktur stabil bis zum Erreichen des Frischluftsees 32 beibehalten und sich während des Weges von der Decke 14 bis zu dem Frischluftsee 32 kaum mit der die Vortexringe 24 umgebenden und gegebenenfalls belasteten Luft vermischen. Der Frischluftsee 32 bildet eine eigene Luftschicht in dem Innenraum 10, welche im Mittel geringer belastet ist als jeweilige darüber befindliche Luftschichten. Eine Luftqualität des Frischluftsees 32 kann beispielsweise annährend einer Luftqualität einer zugeführten Frischluft entsprechen. Eine Lufttemperatur der Vortexringe 24 ist geringer als eine Lufttemperatur der Luft, durch welche die Vortexringe 24 bis zu dem Frischluftsee 32 wandern. Bei Ankunft in dem Frischluftsee 32, spätestens beim Auftreffen auf den Boden 12, zerfällt die Wirbelstruktur der Vortexringe 24 und die darin enthaltene Frischluft vermischt sich mit dem Frischluftsee 32. Der Frischluftsee 32 weist eine geringere Lufttemperatur als jeweilige darüber befindliche Luft in dem Innenraum 10 auf. Zudem ist die Luft des Frischluftsee 32 weniger belastet als die darüber befindliche Luft in dem Innenraum 10.The vortex rings 24, which are radiated from top to bottom, supply a fresh air lake 32 on the floor 12 of the interior 10, since they maintain their vortex structure stably until they reach the fresh air lake 32 and hardly move along the way from the ceiling 14 to the fresh air lake 32 the air surrounding the vortex rings 24 and possibly contaminated air. The fresh air lake 32 forms its own air layer in the interior 10, which is on average less polluted than the respective air layers above it. An air quality of the fresh air lake 32 can, for example, approximately correspond to an air quality of supplied fresh air. An air temperature of the vortex rings 24 is lower than an air temperature of the air through which the vortex rings 24 migrate to the fresh air lake 32. When it arrives in the fresh air lake 32, at the latest when it hits the ground 12, the vortex structure disintegrates ture of the vortex rings 24 and the fresh air contained therein mixes with the fresh air lake 32. The fresh air lake 32 has a lower air temperature than the air above it in the interior 10. In addition, the air in the fresh air lake 32 is less polluted than the air above it in the interior 10.

Durch Erwärmung, im veranschaulichten Fall verursacht durch die Person 18, steigt die Frischluft aus dem Frischluftsee 32 auf, wie durch die Pfeile 34 an der Person 18 veranschaulicht. Dadurch wird bedarfsgerecht die Person 18 mit Frischluft versorgt. Zudem werden so Belastungen der Luft, also Verunreinigungen mit Störstoffen und Partikeln, mit nach oben getragen. Die so erwärmte und nunmehr belastete Luft steigt weiter zu der Decke 14 auf, wie durch Pfeil 36 veranschaulicht. Das Belüftungssystem kombiniert so die Vorteile eines Quellluftsystems mit der baulich einfach zu realisierenden Art eines Deckenbelüftungssystems, welche zudem einen Nutzraum in dem Innenraum 10 kaum oder gar nicht beschränkt.Due to heating, in the illustrated case caused by the person 18, the fresh air rises from the fresh air lake 32, as illustrated by the arrows 34 on the person 18. This means that the person 18 is supplied with fresh air as needed. In addition, air pollution, i.e. contamination with impurities and particles, is carried upwards. The air heated in this way and now contaminated continues to rise to the ceiling 14, as illustrated by arrow 36. The ventilation system thus combines the advantages of a displacement air system with the structurally easy to implement type of a ceiling ventilation system, which also hardly or not at all restricts usable space in the interior 10.

An der Decke 14 weist das Belüftungssystem einen Luftauslass 38 auf. Dort kann die belastete Luft an der Decke 14 aus dem Innenraum 10 abgeführt werden. Der Luftauslass 38 kann passiv ausgebildet sein oder auch aktiv die belastete Luft aus dem Innenraum 10 saugen.The ventilation system has an air outlet 38 on the ceiling 14. There the contaminated air can be removed from the interior 10 on the ceiling 14. The air outlet 38 can be designed to be passive or actively suck the contaminated air out of the interior 10.

2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur Frischluftzufuhr in den Innenraum 10. In einem Schritt 40 werden die jeweiligen Vortexringe 24 periodisch aus Frischluft von jeweiligen Vortexringgeneratoren 22 des Belüftungssystems erzeugt. Die Temperatur der Luft in den Vortexringen 24 wird dabei in einer Ausführungsform in Abhängigkeit von einer gemessenen Lufttemperatur des Frischluftsees 32 eingestellt, wofür das Belüftungssystem jeweilige Lufttemperatursensoren aufweisen kann. Die Lufttemperatur des Frischluftsees 32 wird dabei so gesteuert, dass diese keine kalten Füße bei der Person 18 verursacht, aber kälter als die darüber befindliche Luftschicht ist. Beispielsweise kann für den Frischluftsee 32 eine Lufttemperatur von 18°C bis 19°C vorgegeben werden. Darüber befindliche Luft hat beispielsweise eine Raumluftdurchschnittstemperatur von 20°C bis 21°, wobei die Temperatur zur Decke 14 hin zunehmen kann, beispielsweise zu 22°C bis 24°C. Bei diesem Beispiel werden die Vortexringe 24 mit einer Lufttemperatur von ca. 16°C abgestrahlt, da sich diese beim Durchwandern des Innenraums 10 geringfügig mit der Umgebungsluft durchmischen und aufwärmen. So kommen die Vortexringe 24 beispielsweise mit einer Lufttemperatur von 18°C in dem Frischluftsee 32 an. Je nach Benutzerbedürfnissen können auch andere Temperaturen eingestellt werden. 2 schematically illustrates a method for supplying fresh air into the interior 10. In a step 40, the respective vortex rings 24 are periodically generated from fresh air by respective vortex ring generators 22 of the ventilation system. In one embodiment, the temperature of the air in the vortex rings 24 is adjusted depending on a measured air temperature of the fresh air lake 32, for which the ventilation system can have respective air temperature sensors. The air temperature of the fresh air lake 32 is controlled so that it does not cause cold feet on the person 18, but is colder than the layer of air above it. For example, an air temperature of 18°C to 19°C can be specified for the fresh air lake 32. Air above, for example, has an average room air temperature of 20 ° C to 21 °, whereby the temperature can increase towards the ceiling 14, for example to 22 ° C to 24 ° C. In this example, the vortex rings 24 are emitted with an air temperature of approximately 16 ° C, since they mix slightly with the ambient air and warm up as they move through the interior 10. For example, the vortex rings 24 arrive in the fresh air lake 32 with an air temperature of 18 ° C. Depending on user needs, other temperatures can also be set.

In einem Schritt 42 erfolgt ein Abstrahlen der jeweiligen Vortexringe 24 von oben nach unten in den Innenraum 10 von der Decke 14 zu dem Boden 12 des Innenraums 10, um unten in dem Innenraum 10 den Frischluftsee 32 zu versorgen. Das Belüftungssystem kann in einer Ausführungsform jeweilige Personen in dem Innenraum 10 erfassen, beispielsweise mit einer Infrarotkamera. Das Abstrahlen wird in dieser Ausführungsform in Abhängigkeit der erfassten Personen gesteuert, um das Abstrahlen der Vortexringe 24 auf die Person 18 in dem Innenraum 10 zu vermieden. Dafür kann der Vortexringgenerator 22 beispielsweise verschwenkbar an der Decke 14 gelagert sein, um die Düse des Gehäuses 28 von der Person 18 wegzurichten. Alternativ oder zusätzlich wird der Vortexringgenerator 22 deaktiviert, sofern sich die Person 18 in einem Abstrahlungspfad der Vortexringe 24 befindet, beispielsweise wenn diese direkt unter dem Vortexringgenerator 22 steht. In diesem Fall können dann beispielsweise nur andere Vortexringgeneratoren 22 arbeiten, deren Abstrahlpfad von Vortexringen 24 sich nicht mit einer Person 18 schneidet.In a step 42, the respective vortex rings 24 are radiated from top to bottom into the interior 10 from the ceiling 14 to the floor 12 of the interior 10 in order to supply the fresh air lake 32 at the bottom of the interior 10. In one embodiment, the ventilation system can detect respective people in the interior 10, for example with an infrared camera. In this embodiment, the emission is controlled depending on the people detected in order to avoid the vortex rings 24 being radiated onto the person 18 in the interior 10. For this purpose, the vortex ring generator 22 can, for example, be pivotably mounted on the ceiling 14 in order to direct the nozzle of the housing 28 away from the person 18. Alternatively or additionally, the vortex ring generator 22 is deactivated if the person 18 is in a radiation path of the vortex rings 24, for example if the person is standing directly below the vortex ring generator 22. In this case, for example, only other vortex ring generators 22 can work whose radiation path from vortex rings 24 does not intersect with a person 18.

BezugszeichenReference symbols

1010: Innenrauminner space
1212: BodenFloor
1414: DeckeCeiling
1616: Seitenwändeside walls
1818: Personperson
2020: FrischluftzufuhrvorrichtungFresh air supply device
2222: VortexringgeneratorVortex ring generator
2424: VortexringeVortex rings
2626: FrischluftleitungFresh air line
2828: GehäuseHousing
3030: Membranmembrane
3232: FrischluftseeFresh air lake
3434: PfeileArrows
3636: PfeilArrow
3838: LuftauslassAir outlet
4040: Schritt: Erzeugung jeweiliger VortexringeStep: Generation of respective vortex rings
4242: Schritt: Abstrahlen jeweiliger Vortexringe von oben nach untenStep: Radiate the respective vortex rings from top to bottom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2021/065808 A1 [0007]
US 2015/0328960 A1 [0008]
CN 112303838 A [0009]

Claims

Ventilation system for supplying fresh air into an interior (10), the ventilation system having a fresh air supply device (20), the fresh air supply device (20) having at least one vortex ring generator (22), which is designed to generate vortex rings (24) from fresh air and from above radiate downward into the interior (10) in order to supply a lake of fresh air (32) at the bottom of the interior (10).

ventilation system Claim 1 , wherein the vortex ring generator (22) is arranged on a ceiling (14) of the interior (10).

ventilation system Claim 1 or 2 , wherein the vortex ring generator (22) is designed to radiate the vortex rings (24) to the fresh air lake (32) and / or to a floor (12) of the interior (10).

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the fresh air supply device (20) is designed to generate the vortex rings (24) with a vortex air temperature below an average room air temperature.

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the ventilation system has an air temperature sensor which is designed to detect an air temperature in the interior (10), in particular an air temperature down in the interior (10) and/or an air temperature in the fresh air lake (32), wherein the fresh air supply device (20) is designed to adjust the vortex air temperature of the vortex rings (24) generated depending on the detected air temperature in the interior (10).

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the ventilation system has an air quality measuring device which is designed to detect a load on the air in the interior (10), in particular wherein the air quality measuring device has a CO ₂ sensor and/or wherein the air quality measuring device is designed for this purpose is to determine a number of people in the interior (10), wherein the fresh air supply device (20) is designed to adjust an air supply quantity into the interior (10) depending on the detected load on the air in the interior (10).

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the fresh air supply device (20) is designed to adjust the amount of air supply by changing a size of the vortex rings (24) and/or a timing of radiation from the vortex rings (24).

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the ventilation system has a person detection device and/or a detection device for detecting sources of air pollution, the fresh air supply device (20) being designed to control the radiation of the vortex rings (24) in order to prevent radiation of the vortex rings (24 ) on people in the interior (10) and / or on sources of air pollution in the interior (10).

Ventilation system according to one of the preceding claims, wherein the fresh air supply device (20) has a plurality of vortex ring generators (22), the fresh air supply device (20) being designed to generate the vortex rings (24) alternately with the vortex ring generators (22), in particular by one to provide an essentially continuous supply of fresh air into the interior (10).

Method for supplying fresh air into an interior (10), the method having at least the following steps: - Creating (40) a vortex ring (24) from fresh air, and - Radiation (42) of the vortex ring (24) from top to bottom into the interior (10), in particular from a ceiling (14) to a floor (12) of the interior (10), to create a lake of fresh air at the bottom of the interior (10). (32).