DE19508252A1

DE19508252A1 - Ventilation and heat recovery system for room air conditioner

Info

Publication number: DE19508252A1
Application number: DE19508252A
Authority: DE
Inventors: Hermann Zimmermann
Original assignee: ZIMMERMANN LUEFTUNGS und WAERM
Current assignee: ZIMMERMANN LUEFTUNGS und WAERM
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1996-09-12

Abstract

The system is provided with heat exchangers, fans and a control system for circulation and exhaust of air, the fans being continuously controlled by the sensing of physical and chemical values to influence the operating voltage between minimum and nominal values. The system is contained within a housing (1) to which fresh air is supplied through an inlet pipe (2) with a shutter (3) directing the air over an air receiver (4) or an earth heat exchanger (5). Air is drawn into the unit by a fan (6) through a heat exchange circuit (7) and is delivered to either a heating (8) or cooling (9) system before discharge to the rooms. The air is extracted from the rooms by a fan (13) and may be directed to the outside by another fan (14) or recirculated through the unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung, bei der eine Prozessorsteuerung Ventilatoren für Frisch- und Abluft aufgrund von durch Sensoren erfaßte physikalische Parameter und von Schaltern zur Beeinflussung des Programmablaufes steuert. Derartige Systeme sind allgemein bekannt und werden aus Energiesparungsgründen in Wohngebäuden und insbesondere in solchen Wohngebäuden eingesetzt, deren Fenster derart abgedichtet sind, daß kein natürlicher Luftaus tausch mehr gegeben ist. Dadurch treten verstärkt Probleme mit der Feuchtigkeit innerhalb von Wohnungen und daraus resultierend eine vermehrte Schimmelpilzbildung auf. Auch ist ein Anwachsen von Allergieerkrankungen bspw. durch die Hausstaubmilbe zu beobachten. Aus diesem Grunde werden o. g. Lüftungssysteme vermehrt eingesetzt.The invention relates to a ventilation system with heat recovery, with a processor control fans for fresh and exhaust air due to physical parameters detected by sensors and from Controls switches to influence the program flow. Such Systems are well known and are used for energy saving reasons used in residential buildings and especially in such residential buildings, whose windows are sealed so that no natural air there is more exchange. This causes problems with the Moisture inside homes and resulting in a increased mold formation. Is also an increase of To observe allergy diseases, for example, through the house dust mite. For this reason, the above-mentioned. Ventilation systems are increasingly used.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Lüftungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine optimale Lüftung in Abhängigkeit von in Wohnräumen vorkommenden Kriterien, bspw. Luft feuchte, Formaldehydgehalt und CO₂-Gehalt, eine bedarfsgerechte automatische Be- und Entlüftung gewährleistet.The invention is based on the task of a ventilation system to create the kind of ventilation that is optimal Dependency on criteria occurring in living spaces, e.g. air moist, formaldehyde content and CO₂ content, a needs-based automatic ventilation is guaranteed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Erfassung von physikalischen Parametern, wie bspw. die Temperaturen von Frisch- und Abluft sowie den Feuchtigkeitsgehalt oder auch den Anteil von Schadstoffen wird eine optimale Regelung des Luftaustausches gewährleistet. Durch die Aufteilung in mehrere Spannungsbereiche aufgrund von frei wählbaren Schalterstellungen und die kontinuierliche Regelung innerhalb der Spannungsbereiche aufgrund von durch Sensoren erfaßte Parameter erfolgt eine einfache energieoptimierte Lüftungsregelung.The object is achieved by the in claim 1 specified features solved. By capturing physical Parameters such as the temperatures of fresh and exhaust air as well the moisture content or the proportion of pollutants ensures optimal regulation of air exchange. Through the Division into several voltage ranges based on freely selectable Switch positions and the continuous regulation within the Voltage ranges due to parameters detected by sensors there is a simple, energy-optimized ventilation control.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Spannungsbereiche für den Ventilator für Frischluft von wenigstens einem der Bedingungen Frischlufttemperatur, Verdampfertemperatur, Schalter des Frisch luftventilators, Zulufttemperatur, Geschwindigkeitsschalter oder Filterwechselanzeige bestimmt werden. Erfindungsgemäß wird der Frischluftventilator mit Nennspannung betrieben, wenn ein Geschwin digkeitsschalter eingeschaltet ist.It has proven advantageous to use the voltage ranges for the Fresh air fan of at least one of the conditions Fresh air temperature, evaporator temperature, switch of the fresh air fans, supply air temperature, speed switch or Filter change indicator can be determined. According to the Fresh air fan operated at nominal voltage when a speed is switched on.

Eine erfindungsgemäße Regelung des Abluftventilators wird erreicht, wenn er in einem regelbaren Bereich oder einem festen Bereich mit Maximalspannung aufgrund von Ausgangswerten des Ventilatorschalters, der Verdampfertemperatur und/oder des Geschwindigkeitsschalters betrieben wird. Weist das Lüftungssystem zusätzlich einen Verdichter auf, so kann der Verdichter erfindungsgemäß aufgrund von Kriterien wie die Einschaltung beider Ventilatoren, die Betätigung des Raum temperaturreglers, der Frischlufttemperatur, der Zulufttemperatur und der Standzeit des Verdichters gesteuert werden. Weist das Lüftungssystem ein Magnetventil auf, so kann das Magnetventil erfindungsgemäß in der Abhängigkeit von der Verdampfertemperatur geschaltet werden, wobei es bei einer Verdampfungstemperatur von < -13° Celsius eingeschaltet und bei einer Verdampfertemperatur von < 4° Celsius ausgeschaltet werden.A regulation of the exhaust air fan according to the invention is achieved if he's in an adjustable range or a fixed range Maximum voltage based on output values of the fan switch, the evaporator temperature and / or the speed switch is operated. If the ventilation system also has a compressor on, the compressor can according to the invention based on criteria like turning on both fans, operating the room temperature controller, the fresh air temperature, the supply air temperature and the service life of the compressor can be controlled. Know that Ventilation system on a solenoid valve, so the solenoid valve according to the invention as a function of the evaporator temperature are switched, it being at an evaporation temperature of <-13 ° Celsius switched on and at an evaporator temperature from <4 ° Celsius.

Der Programmablauf des Lüftungssystems kann erfindungsgemäß verein facht werden, wenn die Prozessorsteuerung nach Ablauf einer vor gebbaren Zeit auf dem Display eine Anzeige erzeugt, die einen erfor derlichen Filteraustausch signalisieren kann und das Lüftungssystem nach Ablauf einer weiteren festlegbaren Zeit abschaltet, sofern die angezeigten Bedingungen nicht erfüllt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Feuchte-Sensor und/oder ein Schad stoff-Sensor im Kanal der Abluft und/oder in Räumen angeordnet sind, aufgrund deren Werte die Ventilatoren in angegebenen Bereichen ihrer Drehzahl geregelt werden. Eine Vorwärmung der Frischluft kann erreicht werden, wenn ein Erdwärmetauscher in dem Frischluftkanal angeordnet ist und eine Frischluftklappe eine Umschaltung der Frischluft bewirkt. Die Frischluftklappe und die Einschaltung des Erdwärmetauschers kann dabei erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Temperatur des Erdwärmetauschers, der Temperatur der Frischluft am Gerät und/oder der Frischlufttemperatur gesteuert werden. Bei einem Lüftungssystem mit einem Luftkollektor kann bei Winterbetrieb die Frischluftklappe auf den Luftkollektor umgeschaltet werden, wenn die Temperatur am Luftkollektor größer als die Frischlufttemperatur und die Temperatur des Erdwärmetauschers ist.The program sequence of the ventilation system can combine according to the invention if the processor control after a pre time that can be given on the display generates an ad that requires a filter replacement and the ventilation system switches off after a further definable time, provided that displayed conditions are not met. It turned out to be proven advantageous if a moisture sensor and / or a damage substance sensor are arranged in the duct of the exhaust air and / or in rooms, based on their values, the fans in the specified ranges of their Speed can be regulated. A preheating of the fresh air can can be achieved if a geothermal heat exchanger in the fresh air duct is arranged and a fresh air flap switching the Fresh air causes. The fresh air flap and the activation of the Geothermal heat exchanger can, according to the invention, depend on the temperature of the geothermal heat exchanger, the temperature of the fresh air be controlled on the device and / or the fresh air temperature. At A ventilation system with an air collector can operate in winter the fresh air damper can be switched to the air collector when the temperature at the air collector is greater than the fresh air temperature and the temperature of the geothermal heat exchanger.

Bei einem Lüftungssystem mit einer Kühlvorrichtung wird diese erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Frischlufttemperatur einge schaltet, wobei Kühlvorrichtung und Wärmevorrichtung gegeneinander verriegelt sind. Erfindungsgemäß kann das Lüftungssystem mit einem Sommerbypass versehen sein, der den Wärmetauscher in Abhängigkeit von der Ablufttemperatur, der Frischlufttemperatur und/oder der Tages- und Jahreszeit umgeht. Erfindungsgemäß kann der Sommerbypass aus einer in dem Abluftkanal angebrachten steuerbaren Klappe beste hen, die den Abluftkanal von dem Wärmetauscher auf einen weiteren Abluftventilator schaltet, der mit dem Fortluftkanal verbunden ist.In a ventilation system with a cooling device, this is according to the invention depending on the fresh air temperature switches, cooling device and heating device against each other are locked. According to the ventilation system with a Summer bypass should be provided, which depends on the heat exchanger of the exhaust air temperature, the fresh air temperature and / or the Day and season bypasses. According to the summer bypass best of a controllable flap attached in the exhaust air duct hen that the exhaust air duct from the heat exchanger to another Exhaust fan switches, which is connected to the exhaust air duct.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Lüftungssystem ein Gehäuse aufweist, in dem die Ventilatoren für Frisch- und Abluft, die Filter für Frisch- und Abluft eine Einrichtung für den Kon densatablauf, eine Aufnahme für einen Plattenwärmeaustauscher und einem Zusatzmodul, bestehend aus einer Luft/Luft-Wärmepumpe, Ver dichter, Verdampfer und Kondensator angeordnet sind. Erfindungsgemäß können die Zeiteinstellungen vom Endverbraucher frei wählbar sein, während die Einsteller der Temperaturparameter verriegelbar sind.It has proven beneficial if the ventilation system is a Has housing in which the fans for fresh and exhaust air, the filters for fresh and exhaust air a device for the Kon condensate drain, a receptacle for a plate heat exchanger and an additional module consisting of an air / air heat pump, Ver denser, evaporator and condenser are arranged. According to the invention the time settings can be freely selected by the end user, while the temperature parameter adjusters can be locked.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a Darge in the drawing presented embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Das erfindungsgemäße Lüftungssystem, Fig. 1 The ventilation system according to the invention,

Fig. 2 ein Schaltschema mit Sole/wassergeführten Kollektoren, Fig. 2 is a circuit diagram with brine / water-out panels,

Fig. 3 ein Schema mit Frischluftansaugung über dem Erdbereich, Fig. 3 is a diagram with fresh air to the earthly realm,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Prozessorsteuerung und Fig. 4 is a block diagram of the processor control and

Fig. 5 die Frontplatte der Programmsteuerung. Fig. 5 shows the front panel of the program control.

In Fig. 1 ist das Lüftungssystem mit einem Gehäuse 1 zur Aufnahme der wichtigsten Gerätekomponenten dargestellt. An dem Gehäuse 1 ist ein Frischluftkanal 2 angeschlossen, der mit einer Klappe 3 ver bunden ist, die die wahlweise Zufuhr der Frischluft über einen Luftkollektor 4 oder Erdwärmetauscher 5 ermöglicht. Der Frisch luftkanal 2 ist mit einem innerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Frischluftventilator 6 verbunden, der die Frischluft einem Kreuzwär metauscher 7 zuführt. Die gewärmte Frischluft kann entweder direkt oder über eine Heizung 8 oder eine Kühlvorrichtung 9 als Zuluft den Räumen zugeführt werden.In Fig. 1 the ventilation system is shown with a housing 1 for receiving the most important device components. On the housing 1 , a fresh air channel 2 is connected, which is connected with a flap 3 , which allows the optional supply of fresh air via an air collector 4 or geothermal heat exchanger 5 . The fresh air duct 2 is connected to a fresh air fan 6 arranged within the housing 1 , which supplies the fresh air to a cross-heat exchanger 7 . The warmed fresh air can be supplied to the rooms either directly or via a heater 8 or a cooling device 9 as supply air.

Der Abluftkanal 11 ist mit einer Abluftklappe 12 versehen, die alternativ die Abluft einem ersten, im Gehäuse 1 angeordneten Abluftventilator 13 oder einem zweiten Abluftventilator 14 zuführt, der den Sommerbypass 15 bildet. Der erste Abluftventilator 13 ist ebenfalls mit dem Kreuzwärmetauscher 7 zum Austausch der Wärme mit der Fortluft verbunden und als Fortluft bspw. über das Dach des Wohngebäudes im Fortluftkanal 17 abgeführt wird. The exhaust air duct 11 is provided with an exhaust air flap 12 which alternatively supplies the exhaust air to a first exhaust air fan 13 arranged in the housing 1 or a second exhaust air fan 14 which forms the summer bypass 15 . The first exhaust air fan 13 is also connected to the cross-heat exchanger 7 for exchanging the heat with the exhaust air and is discharged as exhaust air, for example via the roof of the residential building in the exhaust air duct 17 .

In dem Gehäuse 1 sind weiterhin ein Verdampfer 18 mit Temperatur sensor, ein Verdichter 19 sowie ein Magnetventil 20 und Verflüssiger 18a angebracht (Sensoren für Temperaturen).In the housing 1 , an evaporator 18 with a temperature sensor, a compressor 19 and a solenoid valve 20 and condenser 18 a are also attached (sensors for temperatures).

In Fig. 2 ist ein vereinfachtes Schema des erfindungsgemäßen Lüftungssystems dargestellt, bei dem eine Erwärmung durch eine wassergeführte Wärmevorrichtung ermöglicht wird. Im Gehäuse 1 ist wiederum der Kreuzwärmetauscher 7 angebracht, der mit dem Frisch luftkanal 2, dem Zuluftkanal 10, dem Abluftkanal 11 und dem Fort luftkanal 17 verbunden ist. Im Zufuhrkanal 10, der seine Zufuhr vom Giebel oder einer Außenwand des Wohngebäudes erhält, ist ein Wärme tauscher 21 angeordnet, dem über eine erste Umwälzpumpe 22 von Kollektoren 23 gewärmtes Wasser in einem Arbeitsbereich von -20° Celsius bis +30° Celsius zugeführt wird. In einem Arbeitsbereich oberhalb von 30° Celsius bis bspw. 70 oder 80° Celsius wird eine zweite Umwälzpumpe 24 zugeschaltet, die Wasser von einem Boiler 25 zuführt, der bspw. durch einen Elektro-Heizstab 26 geheizt ist.In FIG. 2, a simplified diagram is shown of the ventilation system according to the invention is made possible in which a heating by a water-guided heating device. In the housing 1 , the cross heat exchanger 7 is in turn attached, which is connected to the fresh air duct 2 , the supply air duct 10 , the exhaust air duct 11 and the exhaust air duct 17 . In the supply channel 10 , which receives its supply from the gable or an outer wall of the residential building, a heat exchanger 21 is arranged, which is fed via a first circulation pump 22 from collectors 23 heated water in a working range from -20 ° Celsius to + 30 ° Celsius. In a working range above 30 ° Celsius to, for example, 70 or 80 ° Celsius, a second circulation pump 24 is switched on, which supplies water from a boiler 25 , which is heated, for example, by an electric heating element 26 .

In Fig. 3 ist ein Haus 27 dargestellt, bei dem das erfindungsgemäße Lüftungssystem 1 eingebaut ist. Die Zufuhr des Frischluftkanales 2 ist dabei an der einen Seite des Hauses 27 angeordnet. Der Frisch luftkanal 2 durch das Erdreich 28 außen um das Haus 27 herum und hat seinen Einlaß auf der gegenüberliegenden Seite. Dort ist der Frischluftkanal 2, der noch eine wahlweise umschaltbare direkte Ansaugung hat, an dem Gehäuse 1 angeschlossen. Der Fortluftkanal 17 führt direkt vom Gehäuse 1 in einen Schacht an der Außenwand des Hauses 27. Der Zuluftkanal 10 führt in die einzelnen Wohnräume des Hauses und kann seinen Auslaß 29 entweder im Boden oder als Auslaß 30 in der Decke des entsprechenden Raumes haben. Die Abluft wird in den einzelnen Räumen angesaugt und über den Abluftkanal 11 dem Gehäuse 1 zugeführt.In Fig. 3 a house 27 is shown, wherein the ventilation system 1 according to the invention is incorporated. The supply of the fresh air duct 2 is arranged on one side of the house 27 . The fresh air duct 2 through the soil 28 outside around the house 27 and has its inlet on the opposite side. There, the fresh air duct 2 , which still has an optionally switchable direct suction, is connected to the housing 1 . The exhaust air duct 17 leads directly from the housing 1 into a shaft on the outer wall of the house 27 . The supply air duct 10 leads into the individual living rooms of the house and can have its outlet 29 either in the floor or as an outlet 30 in the ceiling of the corresponding room. The exhaust air is sucked into the individual rooms and supplied to the housing 1 via the exhaust air duct 11 .

In Fig. 4 ist das Blockschaltbild der Prozessorgeführten Steuerung beschrieben. Die zentrale Einheit bildet dabei der Prozessor 31, der mit der Speichereinheit 32, der Zeiteinheit 33, und über einen Bus 34 mit einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler 35), einer Eingangsschaltung 36, einer Ausgangsschaltung 37 und einer LED- Anzeigeeinheit 38 verbunden ist. Weiterhin sind mit dem Prozessor 31 eine LCD-Anzeige 39 und eine serielle Schnittstelle 40 verbunden. An dem A/D-Wandler 35 sind mehrere Sensoren 41 für Temperatur, Feuchtigkeit oder Luftzusammensetzung angeschlossen, deren analoge Ausgangssignale in ein digitales Signal umgewandelt werden und dem Prozessor 31 zugeführt werden. An der Eingangsschaltung 36 sind Schalter 42 zur Eingabe von Programmier- und Steuerbefehlen. An der Ausgangsschaltung 37 sind der Frischluftventilator 6, die Abluftven tilatoren 13 und 14, das Magnetventil 20, der Verdichter 19, ange schlossen. Die LED-Anzeigeeinheit 38 weist mehrere Leuchtdioden 43 auf, die den Betriebszustand des Lüftungssystems signalisieren. Über die LCD-Anzeige 39 werden Störmeldungen oder Bedienerführung, wie bspw. ein Filterwechsel, angezeigt. Über die serielle Schnittstelle 40 können Programmierdaten ausgegeben bzw. durch ein externes Programmiergerät die Lüftungssteuerung programmiert werden.The block diagram of the processor-controlled control is described in FIG . The central unit here is the processor 31 , which with the memory unit 32 , the time unit 33 , and via a bus 34 with an analog / digital converter (A / D converter 35 ), an input circuit 36 , an output circuit 37 and an LED - Display unit 38 is connected. Furthermore, an LCD display 39 and a serial interface 40 are connected to the processor 31 . A plurality of sensors 41 for temperature, humidity or air composition are connected to the A / D converter 35 , the analog output signals of which are converted into a digital signal and fed to the processor 31 . Switches 42 for inputting programming and control commands are on the input circuit 36 . At the output circuit 37 , the fresh air fan 6 , the exhaust fans 13 and 14 , the solenoid valve 20 , the compressor 19 are closed. The LED display unit 38 has a plurality of light-emitting diodes 43 which signal the operating state of the ventilation system. Fault messages or operator guidance, such as a filter change, are displayed on the LCD display 39 . Programming data can be output via the serial interface 40 or the ventilation control can be programmed by an external programming device.

In Fig. 5 ist die Frontplatte des Gehäuses 1 dargestellt, auf der ein Anzeigefeld 44 auf der die Leuchtdioden 43 der LED-Anzeigeein heit 38 und die LCD-Anzeige 39 angebracht sind. Weiterhin sind dem Anzeigefeld noch Tastschalter 45 zugeordnet, die die Programmierung auf Menü, plus und minus der Werteingaben sowie eine Eingabe bewir ken. Die Leuchtdioden 43 können den Betrieb Zuluft, Betrieb Abluft, Störung Wärmepumpe, Störung Steuerung, Hohe Lüfterstufe sowie Filterwechsel signalisieren. Über die LCD-Anzeige lassen sich die eingestellten Werte, Meßwerte oder aber auch Programmschritte alphanumerisch wiedergeben. Neben dem Anzeigefeld 44 ist ein V 24-Stecker 46 zur Verbindung eines Programmiergerätes über die serielle Schnittstelle 40 mit dem Prozessor 31. Im Unteren Bereich ist eine Kontaktleiste 47 zum Anschluß sämtlicher externer Gerätekomponenten wie Sensoren 41, Schalter 42 und der zu steuernden Komponenten. In Fig. 5, the front panel of the housing 1 is shown on which a display panel 44 on which the light emitting diodes 43 of the LED display unit 38 and the LCD display 39 are attached. Furthermore, pushbutton switches 45 are assigned to the display field, which effect programming on the menu, plus and minus the value entries and an entry. The light-emitting diodes 43 can signal the supply air operation, the exhaust air operation, heat pump fault, control fault, high fan level and filter change. The set values, measured values or program steps can be displayed alphanumerically on the LCD display. In addition to the display field 44, there is a V 24 plug 46 for connecting a programming device to the processor 31 via the serial interface 40 . In the lower area there is a contact strip 47 for connecting all external device components such as sensors 41 , switches 42 and the components to be controlled.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 und 4 die Funktions- und Wirkungsweise des prozessorgesteuerten Lüftungssystems beschrieben. Der Frischluftventilator 6 wird von der Ausgangsschaltung 37 analog in einem Spannungsbereich von 90 Volt bis zur Nennspannung von 220 Volt angesteuert, wobei dieser Spannungsbereich in Abhängigkeit von Schaltfunktionen in drei Regelbereiche sowie der festen Nennspannung unterteilt ist. Die drei Regelbereiche liegen dabei bspw. zwischen 90 und 110 Volt, 110 und 160 Volt sowie 160 bis 220 Volt. Der Frischluftventilator 6 wird im ersten Regelbereich von 90 bis 110 Volt betrieben, wenn die Frischlufttemperatur < -5° Celsius, die Temperatur im Verdampfer 18, < -13° Celsius ist, der Schalter für den Frischluftventilator 6 betätigt ist, die Zulufttemperatur < 52° Celsius und der Geschwindigkeitsregler nicht betätigt ist. Der Frischluftventilator 6 wird im zweiten Regelbereich von 110 Volt bis 160 Volt betrieben wenn die Frischlufttemperatur < -5° Celsius ist, die Temperatur im Verdampfer 18 < -13° Celsius ist, der Schal ter des Frischluftventilators 6 eingeschaltet und der Frischluftven tilator 6 nicht über das Programm abgeschaltet ist, die Zulufttempe ratur < 52° Celsius ist und der Geschwindigkeitsumschalter ausge schaltet ist. Der Frischluftventilator 6 wird im Regelbereich von 160 Volt bis 220 Volt betrieben, wenn die Frischlufttemperatur < - 5° Celsius und die Verdampfertemperatur < -13° Celsius ist, die Zulufttemperatur zwischen 52° Celsius und 55° Celsius liegt und der Geschwindkeitsschalter ausgeschaltet ist. Der Frischluftventilator 6 wird mit 220 Volt angesteuert, wenn die Verdampfertemperatur < -13° Celsius oder die Zulufttemperatur < 55° Celsius ist, der Ge schwindigkeitsschalter betätigt wurde oder der Geschwindigkeits schalter eingestellt ist. Ausgeschaltet wird der Frischluftventila tor 6 wenn die Verdampfungstemperatur < -13° Celsius ist, der
Ventilator ausgeschaltet wurde und die Filterwechselanzeige länger als 7 Tage nicht entriegelt wurde.In the following, the function and operation of the processor-controlled ventilation system will be described with reference to FIGS. 1 and 4. The fresh air fan 6 is controlled analogously by the output circuit 37 in a voltage range from 90 volts to the nominal voltage of 220 volts, this voltage range being divided into three control ranges and the fixed nominal voltage depending on switching functions. The three control ranges are, for example, between 90 and 110 volts, 110 and 160 volts and 160 to 220 volts. The fresh air fan 6 is operated in the first control range of 90 to 110 volts when the fresh air temperature is <-5 ° Celsius, the temperature in the evaporator 18 , <-13 ° Celsius, the switch for the fresh air fan 6 is actuated, the supply air temperature <52 ° Celsius and the speed controller is not operated. The fresh air ventilator 6 is operated in the second control range of 110 volts to 160 volts when the fresh air temperature <-5 ° C, the temperature in the evaporator 18 <-13 ° C, the scarf switched ter of the fresh air fan 6 and the Frischluftven not-speed fan 6 via the program is switched off, the supply air temperature is <52 ° Celsius and the speed switch is switched off. The fresh air fan 6 is operated in the control range from 160 volts to 220 volts when the fresh air temperature is <-5 ° Celsius and the evaporator temperature is <-13 ° Celsius, the supply air temperature is between 52 ° Celsius and 55 ° Celsius and the speed switch is switched off. The fresh air fan 6 is controlled with 220 volts if the evaporator temperature is <-13 ° Celsius or the supply air temperature <55 ° Celsius, the speed switch has been operated or the speed switch is set. The fresh air fan 6 is switched off when the evaporation temperature is <-13 ° Celsius
Fan has been switched off and the filter change indicator has not been unlocked for more than 7 days.

Auf die gleiche Weise wird der Abluftventilator 13 über einen analogen Spannungsausgang der Ausgangsschaltung 37 im Bereich von 90 Volt bis 220 Volt betrieben. Dieser Spannungsbereich ist in zwei Regelbereiche unterteilt, wobei die Bereichsgrenze bei 180 Volt liegt. Der Abluftventilator 13 wird im ersten Regelbereich betrie ben, wenn der Ventilatorschalter betätigt und keine Abschaltung über das Programm erfolgt ist, die Verdampfungstemperatur < -8° Celsius ist und der Geschwindigkeitsschalter nicht betätigt wurde. Wird dagegen zusätzlich die Verdampfungstemperatur noch < -13° Celsius, so wird an den Abluftventilator 13 die Nennspannung von 220 Volt angelegt. Der Abluftventilator 13 wird entweder über das Kunden programm ausgeschaltet, oder wenn der Ventilatorschalter nicht betätigt wurde, oder die Filterwechselanzeige länger als eine vorgegebene Zeit von bspw. sieben Tagen nicht entriegelt wurde. Wie beim Frischluftventilator 6 kann der Kunde beim Abluftventilator 13 die Laufzeit programmieren. Ein Eingreifen in die programmierten Temperatureinstellungen ist jedoch nur über einen PC möglich.In the same way, the exhaust fan 13 is operated via an analog voltage output of the output circuit 37 in the range from 90 volts to 220 volts. This voltage range is divided into two control ranges, the range limit being 180 volts. The exhaust fan 13 is operated in the first control range when the fan switch is actuated and the program has not been switched off, the evaporation temperature is <-8 ° Celsius and the speed switch has not been actuated. If, on the other hand, the evaporation temperature is additionally <-13 ° Celsius, the nominal voltage of 220 volts is applied to the exhaust air fan 13 . The exhaust fan 13 is either switched off via the customer program, or if the fan switch has not been actuated, or the filter change indicator has not been unlocked for longer than a predetermined time, for example seven days. As with the fresh air fan 6 , the customer can program the running time with the exhaust air fan 13 . Intervention in the programmed temperature settings is only possible via a PC.

Der Verdichter 19 wird von der Ausgangsschaltung 37 über einen digitalen Ausgang nach entsprechenden Steuerungsvorgaben eingeschal tete, wenn der Raumtemperaturregler beide Schalter für die Ventila toren 6 und 13 betätigt sind, die Frischlufttemperatur < 9° Celsius ist, die Zulufttemperatur weniger als 55° Celsius beträgt und die Ausschaltzeit des Verdichters mindestens fünf Minuten beträgt. Der Verdichter 19 wird in allen anderen Fällen ausgeschaltet und zusätz lich sofern die Filterwechselanzeige länger als sieben Tage nicht entriegelt ist. Sollte weiterhin die Zulufttemperatur mehr als dreimal a 10 sek. oder 2 min. dauernd über 55° Celsius innerhalb von 15 Minuten liegen, so wird der Verdichter abgeschaltet. Auf der LCD-Anzeige wird angezeigt, daß der Kundendienst benachrichtigt werden muß.The compressor 19 is switched on by the output circuit 37 via a digital output according to corresponding control specifications if the room temperature controller both switches for the ventilators 6 and 13 are actuated, the fresh air temperature is <9 ° Celsius, the supply air temperature is less than 55 ° Celsius and the compressor must be switched off for at least five minutes. The compressor 19 is switched off in all other cases and additionally provided that the filter change indicator is not unlocked for more than seven days. If the supply air temperature continues more than three times a 10 sec. or 2 min. are continuously above 55 ° Celsius within 15 minutes, the compressor is switched off. The LCD display indicates that customer service must be notified.

Die Steuerung des Magnetventils 20 erfolgt nach einer Hysterese, wobei das Magnetventil 20 eingeschaltet wird, sofern die Verdamp fungstemperatur < -13° Celsius ist und ausgeschaltet wird, wenn die Verdampfungstemperatur 4° Celsius übersteigt. Diese angegebenen Temperaturen sind wie alle Temperaturangaben Beispielswerte und können lediglich durch den Kundendienst verändert werden.The control of the solenoid valve 20 takes place after a hysteresis, the solenoid valve 20 being switched on if the evaporation temperature is <-13 ° Celsius and is switched off when the evaporation temperature exceeds 4 ° Celsius. Like all temperature data, these temperatures are examples and can only be changed by customer service.

Im Gerät 1 vor Zu- und Abluftventilor können Filter angeordnet sein. Durch eine einzuprogrammierende Zeit wird nach Ablauf dieser Zeit durch eine der Leuchtdioden 43 mittels einer Blinkanzeige signali siert, daß ein Filteraustausch erforderlich ist. Erfolgt der Filter austausch nicht innerhalb einer Woche, so wird die Anlage automa tisch vollständig abgeschaltet.Filters can be arranged in the device 1 in front of the supply and exhaust air fans. By a time to be programmed, after this time has elapsed, one of the light-emitting diodes 43 signals by means of a flashing indicator that a filter exchange is required. If the filter is not replaced within a week, the system is automatically switched off completely.

Aufgrund von Sensoren 41 für die Feuchte oder Schadstoffe erfolgt eine Steuerung des Frischluftventilators 6 und des Abluftventilators 13 durch Veränderung der Drehzahlen in den vorgegebenen Regelberei chen. Bei steigender Feuchte werden bspw. die Luftmengen erhöht. Bei sinkenden Feuchte- und Schadstoffwerten erfolgt eine Drehzahlre gulierung in Abhängigkeit der Regelgröße zur Sollwertabweichung. Bei maximaler Schadstoffkonzentration in wenigstens einen der beiden Sensoren 41 werden der Frischluftventilator 6 und der Abluftventila tor 13 mit maximaler Spannung betrieben.On the basis of sensors 41 for the moisture or pollutants, the fresh air fan 6 and the exhaust air fan 13 are controlled by changing the speeds in the predetermined control areas. With increasing humidity, for example, the air volumes are increased. If the humidity and pollutant values decrease, the speed is regulated depending on the controlled variable for the setpoint deviation. At maximum pollutant concentration in at least one of the two sensors 41 , the fresh air fan 6 and the exhaust air gate 13 are operated at maximum voltage.

Bei einem vorhandenen Erdwärmetauscher 5 wird weiterhin die Tempera tur des Erdwärmetauschers 5 über einen der Sensoren 41 erfaßt sowie die Temperatur der Frischluft am Gehäuse 1. Zur Steuerung ist die Frischluftklappe 3 mit der Ausgangsschaltung 37 verbunden. Ist während des Winterbetriebes die Temperatur des Erdwärmetauschers größer als die Lufttemperatur, so wird die Frischluftklappe 3 derart betätigt, daß die Frischluft über den Erdwärmetauscher 5 zugeführt wird. Bei Sommerbetrieb wird der Erdwärmetauscher 5 zugeschaltet, wenn die Frischlufttemperatur < 24° Celsius und die Erdtemperatur des Erdwärmetauschers 5 kleiner als die Frischlufttemperatur ist.For an existing geothermal heat exchanger 5, the temperature is further detected structure of the geothermal heat exchanger 5 via one of the sensors 41 and the temperature of fresh air to the housing. 1 The fresh air flap 3 is connected to the output circuit 37 for control purposes. If the temperature of the geothermal heat exchanger is greater than the air temperature during winter operation, the fresh air flap 3 is actuated such that the fresh air is supplied via the geothermal heat exchanger 5 . In summer operation, the geothermal heat exchanger 5 is switched on when the fresh air temperature <24 ° Celsius and the earth temperature of the geothermal heat exchanger 5 is lower than the fresh air temperature.

Wird weiterhin ein Luftkollektor 4 verwendet, so ergibt sich für den Winterbetrieb noch die zusätzliche Bedingung, daß die Frisch luftklappe 3 auf den Erdwärmetauscher 5 umschaltet, wenn die Tempe ratur des Erdwärmetauschers 5 größer als die Frischlufttemperatur und die Temperatur des Luftkollektors 4 ist. Ist dagegen die Tempe ratur des Luftkollektors 4 größer als die Frischlufttemperatur und die Temperatur des Erdwärmetauschers 5, so wird die Frischluftklappe derart betätigt, daß die Frischluft durch den Luftkollektor zu geführt wird.If an air collector 4 is also used, there is the additional condition for winter operation that the fresh air flap 3 switches to the geothermal heat exchanger 5 when the temperature of the geothermal heat exchanger 5 is greater than the fresh air temperature and the temperature of the air collector 4 . On the other hand, if the temperature of the air collector 4 is greater than the fresh air temperature and the temperature of the geothermal heat exchanger 5 , the fresh air flap is actuated in such a way that the fresh air is guided through the air collector.

Weist das Lüftungssystem - wie in Fig. 1 dargestellt - eine Kühl vorrichtung 8 auf, läßt sich die Kühlung jedoch nur einschalten, wenn der Verdichter abgeschaltet ist. Das bedeutet, daß Kühlvor richtung 9 und Wärmepumpe gegeneinander verriegelt sind. Zum Ein schalten des Kühlbetriebes wird ein Kühlthermostat eingeschaltet und die Frischlufttemperatur muß mehr als 22° Celsius betragen.Has the ventilation system - as shown in Fig. 1 - a cooling device 8 , but the cooling can only be switched on when the compressor is switched off. This means that the cooling device 9 and the heat pump are locked against each other. To switch on the cooling mode, a cooling thermostat is switched on and the fresh air temperature must be more than 22 ° Celsius.

Ist die durch einen Sensor 41 erfaßte Ablufttemperatur in den Sommermonaten während der Nacht größer als die Frischlufttemperatur von < 16° Celsius, so wird die Abluftklappe 12 derart betätigt, daß der Sommerbypass 15 zugeschaltet wird, so daß der Kreuzwärmetauscher 7 umgangen wird. Gleichzeitig ist der Verdichter 19 und der erste Abluftventilator 13 ausgeschaltet. Ist dagegen die Frischlufttempe ratur < 16° Celsius, die Ablufttemperatur kleiner als 22° Celsius oder als die Frischlufttemperatur und die von der Zeiteinheit 33 gelieferten obengenannten Kalendertage und Zeitwerte nicht erfüllt, so wird die Abluftklappe wieder auf den ersten Abluftventilator 13 und Kreuzwärmetauscher 7 geschaltet.If the exhaust air temperature detected by a sensor 41 in the summer months during the night is greater than the fresh air temperature of <16 ° Celsius, the exhaust air flap 12 is actuated such that the summer bypass 15 is switched on, so that the cross-heat exchanger 7 is bypassed. At the same time, the compressor 19 and the first exhaust fan 13 are switched off. If, on the other hand, the fresh air temperature is <16 ° Celsius, the exhaust air temperature is less than 22 ° Celsius or the fresh air temperature and the above-mentioned calendar days and time values supplied by the time unit 33 are not met, the exhaust air flap is switched back to the first exhaust air fan 13 and cross-heat exchanger 7 .

Aufgrund dieser umfassenden Steuer- und Regelungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Lüftungs- und Wärmesystems kann eine für nahezu jegliche Begebenheit optimale Einstellung der Raumtemperatur bei vorgegebenen Luftzusammensetzungen erreicht werden, wobei aus Kostenersparungsgründen und zur geringeren Umweltbelastung Wärmer ückgewinnung und alternative Wärmequellen genutzt werden. Durch den Einbau der Ventilatoren 6 und 13, Filter für Zu- und Abluft, einer Einrichtung für den Kondensatablauf, einer Einrichtung für einen Plattenwärmetauscher und einem Zusatzmodul, bestehend aus einer kleinen Luft/Luft-Wärmepumpe einschließlich Verdichter, Verdampfer und Kondensator. In einem Gehäuse 1 erhält man einen kompakten Aufbau des Lüftungssystems, das sich problemlos unterbringen läßt.Due to this comprehensive control and regulation options of the ventilation and heating system according to the invention, an optimum setting for the room temperature can be achieved with given air compositions for almost any situation, heat recovery and alternative heat sources being used for reasons of cost savings and for a lower environmental impact. By installing fans 6 and 13 , filters for supply and exhaust air, a device for the condensate drain, a device for a plate heat exchanger and an additional module consisting of a small air / air heat pump including compressor, evaporator and condenser. In a housing 1 you get a compact structure of the ventilation system that can be easily accommodated.

Erfindungswesentlich ist aber das Zusammenspiel aller Komponenten, das durch die Regelung und Steuerung durch den Prozessor 31 gewähr leistet wird. Sie bewirkt sowohl die interne Gerätesteuerung des kältetechnischen Teils und der Drehzahlregelung der Ventilatoren 6, 13 und 14 als auch die externe Steuerung der Frischluftklappe 3 sowie der Abluftklappe 12.Essential to the invention is the interaction of all components, which is ensured by the regulation and control by the processor 31 . It effects both the internal device control of the refrigeration part and the speed control of the fans 6 , 13 and 14 as well as the external control of the fresh air flap 3 and the exhaust air flap 12 .

Durch weitere zusätzliche, beispielsweise im Abluftkanal und einzel nen Räumen angebrachten Sensoren, die auf verschiedene in Wohnräumen vorkommenden Kriterien ansprechen, wie beispielsweise CO₂-, feuchte- oder Formaldehyd-Gehalt werden die Drehzahlen der Ventilatoren geregelt, so daß eine bedarfsgerechte automatische Be- und Entlüf tung erfolgt. Gleichzeitig wird die Temperatur im Verdampfer 18 des Wärmepumpenteils permanent überprüft und durch eine automatische Drehzahlregelung eine Vereisung verhindert, so daß eine energie optimierte Betriebsweise erfolgt.By additional, for example in the exhaust air duct and NEN rooms attached sensors that respond to various criteria that occur in living rooms, such as CO₂, moisture or formaldehyde content, the speeds of the fans are controlled so that a needs-based automatic ventilation tion takes place. At the same time, the temperature in the evaporator 18 of the heat pump part is continuously checked and icing is prevented by an automatic speed control, so that an energy-optimized mode of operation takes place.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Frischluftkanal
3 Frischluftklappe
4 Luftkollektor
5 Erdwärmetauscher
6 Frischluftventilator
7 Kreuzwärmetauscher
8 Heizung
9 Kühlungsvorrichtung
10 Zuluftkanal
11 Abluftkanal
12 Abluftklappe
13 1. Abluftventilator
14 2. Abluftventilator
15 Sommerbypass
17 Fortluftkanal
18 Verdampfer
18a Verflüssiger
19 Verdichter
20 Magentventil
21 Wärmetauscher
22 1. Umwälzpumpe
23 Kollektoren
24 2. Umwälzpumpe
25 Boiler
26 Elektro-Heizstab
27 Haus
28 Erdreich
29, 30 Auslaß
31 Prozessor
32 Speichereinheit
33 Zeiteinheit
34 Bus
35 A/D-Wandler
36 Eingangsschaltung
37 Ausgangsschaltung
38 LED-Anzeigeeinheit
39 LCD-Anzeige
40 serielle Schnittstelle
41 Sensoren
42 Schalter
43 Leuchtdioden
44 Anzeigefeld
45 Tastschalter
46 V 24-Stecker
47 Kontaktleiste 1 housing
2 fresh air duct
3 fresh air flap
4 air collector
5 geothermal heat exchangers
6 fresh air fan
7 cross heat exchangers
8 heating
9 cooling device
10 supply air duct
11 exhaust duct
12 Exhaust flap
13 1. Exhaust fan
14 2. Exhaust fan
15 summer bypass
17 exhaust air duct
18 evaporators
18 a condenser
19 compressors
20 magnetic valve
21 heat exchangers
22 1. Circulation pump
23 collectors
24 2. Circulation pump
25 boilers
26 electric heating element
27 house
28 soil
29 , 30 outlet
31 processor
32 storage unit
33 time unit
34 bus
35 A / D converter
36 input circuit
37 Output circuit
38 LED display unit
39 LCD display
40 serial interface
41 sensors
42 switches
43 light emitting diodes
44 display field
45 push buttons
46 V 24 plug
47 contact strip

Claims

1. Ventilation system (with heat recovery) with fans ( 6 , 13 , 14 ) for fresh and exhaust air, with heat exchangers ( 4 , 5 , 7 , 21 , 23 ) with a display and operating device, with sensors ( 41 ) for detecting physical or chemical values, with a timer ( 33 ) and switches ( 42 , 45 ) for influencing the program flow and a processor control ( 31 ), which is designed such that the fans ( 6 , 13 , 14 ) are sensor-controlled continuously from within a A range between a minimum voltage value and the nominal voltage can be regulated, with several presettable voltage ranges being selected on the basis of switching functions.

2. Ventilation system according to claim 1, characterized in that the voltage ranges for the fresh air fan ( 6 ) of at least one of the conditions fresh air temperature, evaporator temperature, switch of the fresh air fan, supply air temperature, speed switch or filter change display are determined.

3. Ventilation system according to claim 1 or 2, characterized in that the fresh air fan ( 6 ) is operated at nominal voltage when a speed switch is turned on.

4. Ventilation system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the exhaust fan ( 13 , 14 ) in a controllable area or a fixed area with maximum voltage due to output values of a fan switch, the evaporator temperature, fresh air temperature, filter change indicator and / or the speed switch is operated.

5. Ventilation system with a compressor ( 19 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compressor ( 19 ) based on criteria such as the switching on of both fans ( 6 , 13 , 14 ), actuation of a room temperature controller, the fresh air temperature , the supply air temperature and the service life of the compressor ( 19 ) (filter change) is controlled.

6. Ventilation system with a solenoid valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the solenoid valve ( 20 ) is switched as a function of the evaporator temperature.

7. Ventilation system according to claim 6, characterized in that the solenoid valve ( 20 ) is switched on at an evaporator temperature of <-13 ° Celsius and is switched off at an evaporator temperature of <4 ° Celsius.

8. Ventilation system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the processor ( 31 ) generates a display on a display ( 38 , 39 ) after a predeterminable runtime.

9. Ventilation system according to claim 8, characterized that the display signals a necessary filter replacement siert.

10. Ventilation system according to claim 8 or 9, characterized, that the system abge after a definable term is switched if the displayed conditions are not met will.

11. Ventilation system according to one of claims 1 to 10, characterized in that a humidity sensor and / or pollutant sensor ( 41 ) in the exhaust air duct ( 11 ) and / or in one or more rooms are arranged, based on the values of the fans ( 6 , 13 , 14 ) can be regulated in the specified range in their speed.

12. Ventilation system according to one of claims 1 to 11, characterized in that a geothermal heat exchanger ( 5 ) in the fresh air duct ( 2 ) is arranged and a fresh air flap ( 3 ) causes a switchover of the fresh air supply.

13. Ventilation system according to claim 12, characterized in that the fresh air flap ( 3 ) and the geothermal heat exchanger ( 5 ) in dependence on the temperature of the geothermal heat exchanger ( 5 ), the temperature of the fresh air on the device and / or the fresh air temperature is controlled.

14. Ventilation system according to one of claims 1 to 13 with an air collector ( 4 ), characterized in that, in winter operation, the fresh air flap ( 3 ) on the Luftkol lector ( 4 ) is switched when the temperature at the Luftkol lektor greater than the fresh air temperature and the Temperature of the geothermal heat exchanger ( 5 ) is.

15. Ventilation system with a cooling device ( 9 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the cooling device ( 9 ) is switched on as a function of the fresh air temperature, the cooling device ( 9 ) and heating devices ( 5 , 7 , 18 , 19th , 21 , 23 , 25 , 26 ) are locked against each other.

16. Ventilation system according to one of claims 1 to 15, characterized in that a summer bypass ( 15 ) is provided which bypasses the heat exchanger ( 7 ) in dependence on the exhaust air temperature, the fresh air temperature and / or the time of day and season.

17. Ventilation system according to one of claims 1 to 16, characterized in that a housing ( 1 ) is provided in which the fans ( 6 , 13 ) for fresh and exhaust air, the filter for fresh and exhaust air, a device for Condensate drain, a receptacle for a plate heat exchanger ( 21 ) and an additional module consisting of an air / air heat pump, compressor ( 19 ), evaporator ( 18 ) and condenser are arranged.

18. Ventilation system according to one of claims 1 to 17, characterized in that the adjuster for the timer ( 33 ) are not verrie gelbar.

19. Ventilation system according to one of claims 1 to 18, characterized, that the temperature parameter adjusters can be locked.