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Die
Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Lüftungssystem für Hallen,
insbesondere Ställe
wobei wenigstens ein Teil einer Seitenwand der Halle, des Stalles
mit einer Wickellüftung
ausgestattet ist und die zweiteilige aus luftundurchlässigem auf-
und abrollbarem und luftdurchlässigem
auf- und abrollbarem Gewebeband bestehende, bestehende Wickellüftung, durch
Veränderung
des Flächenanteils
von durchlässiger
und undurchlässiger
Fläche
zur Veränderung
des Klimas in der Halle bzw. dem Stall eingesetzt wird, wobei die
Veränderung
der Flächenanteile über Vorgabewerte,
die die rechts- und linksdrehenden Elektromotoren entsprechend dem
gemessenen und festgelegten Werten ausführen, aufweist.
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Bei
einem bekannten Lüftungssystem
für Hallen
oder Ställe
wird der Antriebsmechanismus der Elektromotoren, insbesondere der
Umkehrmotoren über
eine Regeleinrichtung bewirkt, die aus herkömmlichen Bauteilen wie elektromagnetische
Relais u. a. bewirkt und die an die Kraftstromleitung angeschlossen
sind. Das Klima im Stall wird bei der bekannten Steuerung über einen
herkömmlichen
Thermostat gesteuert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein optimales Hallen bzw. Stallklima
zu erzeugen. Dabei ist sowohl die Sommer- wie die Wintersituation und
die Situation in den Übergangszeiten
zu berücksichtigen.
Weiterhin ist die geographische Lage des Stalls/Halle, die Aufstellungsanordnung,
das Luftvolumen im Gebäude
ebenso zu berücksichtigen,
wie Wetterdaten u. a., d. h. die Steuerung muss auf viele Daten
ansprechen und die Vorgaben sollen leicht veränderbar sein.
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Da
der Landwirt oder der Betreuer am besten die örtliche Situation kennt, muss
auch die Möglichkeit
bestehen wenigstens die Bahnstellung der Wickelöffnungen individuell durch
den Bediener steuern zu können.
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Die
Lösung
der Aufgabe besteht darin, dass für die Bildung des Klimas in
der Halle bzw. des Stalls maßgebenden
Daten über
ein elektrisch, zweiadriges Bussystem die im Steuerschrank befindlichen Steuerelemente
geleitet werden und die erforderlichen Steuermaßnahmen die die Veränderungen
mittels der links- und rechtsdrehenden Elektromotoren veranlassen,
dass die Grundeinstellung des Klimas im Stall über handeinstellbare, Einzelregulierung
für jede
Wickelöffnung
erfolgt, wodurch der gewünschte Anteil
an luftdurchlässigem
Gewebe und luftundurchlässigem
Gewebe vorgegeben wird, dass die Elektromotoren der Wickellüftung zeitgesteuert
arbeiten und mindestens 18 Schritte für die volle Öffnung bzw.
den Verschluss der Öffnung
erfordern.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Steuerung mit einem zweiadrigen Bussystem kann der weltweit
einzig offene Standard für
Haus- und Gebäudetechnik
zum Einsatz kommen.
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Der
Einsatz des Bussystems führt
weiterhin dazu, dass die Befehlsgeräte, also die Schalter für die Steuerung
des Systems, an die zweiadrige Busleitung angeschlossen werden können, was
eine schnelle und einfache Installation ermöglicht.
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Durch
den Einsatz elektronischer Schaltgruppen wird das Gehäuse des
Steuerschrankes selbst kleiner, was zu einer Platzersparnis führt.
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Der
Notausschalter kann darüber
hinaus unabhängig
vom Standort des Steuerschrankes montiert sein.
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Jedes
Wickellüftungssystem
kann individuell per Hand eingestellt, d. h. z. B. die Westseite
40%, die Südostseite
50%, die Nordostseite 60% geöffnet sein.
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Steigt
nun die Temperatur um 1,5 Grad Celsius so verändert sich die Stellung der
Wickellüftung um
je einen Schritt. Je höher
die Anzahl der Schritte ist, umso feinfühliger reagiert das System.
18 Schritte bilden somit die Untergrenze.
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Die
Handeinstellung gibt dem Betreiber die Möglichkeit, die bestmögliche Einstellung
für die
einzelnen Wickelsysteme zu wählen,
bevor die Automatik einsetzt.
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Durch
die Anordnung von Schnittstellen für Internet und andere Eingabesysteme
kann die Steuerung über andere
moderne Kommunikationssystem beeinflusst und die Funktion der Systeme
abgefragt werden, was insbesondere dann wichtig ist, wenn die Halle
bzw. der Stall nicht in unmittelbarer Nähe des Betreibers liegt.
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An
das Bussystem ist auch der Anschluss für die Steuerung einer Lichtkuppe
vorgesehen, so dass bei Ställen
mit Lichtkuppeln diese in das Gesamtlüftungssystem eingebunden werden
kann.
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Wichtig
ist, dass das Öffnen
bzw. das Schließen
in kleinen Schritten erfolgt.
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Dass
heißt,
dass die Fläche
der luftdurchlässigen
und der luftundurchlässigen
Gewebeteile in kleinen Schritten verändert wird, um nicht das Klima in
der Halle bzw. dem Stall zu schnell zu verändern, weshalb mindestens 18
Schritte für
das Öffnen
bzw. Schließen
der Öffnung
erforderlich sind.
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Durch
das Auf- und Abwickeln der Bahnen wird das Tuch der Wickellüftung nicht
immer optimal gespannt. Daher ist vorgesehen, nach bestimmten Wickelzeiten
das Tuch automatisch nachzuspannen.
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An
wenigen Tagen kann die Situation eintreten, dass die Temperatur
im Gebäude
einen Maximalwert übersteigt
und die Lüftung
bei voller Öffnung nicht
mehr ausreicht. In dieser Situation ist es wichtig, dass die Thermostatsteuerung
vorübergehend
aufgehoben und der Sonnenschutz automatisch aktiviert wird.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1:
einen Stall in der Perspektive mit Wickellüftungen
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2:
eine Seitenansicht einer Wickellüftung
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3:
eine Wickellüftung
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4:
einen Schaltplan der Steuerung
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In 1 ist
eine Stallung 1 dargestellt, bei der Öffnungen 2 für Wickellüftungen
vorgesehen sind. In dargestelltem Bild insgesamt sechs. Auch für die anderen
Seiten der Stallung können
derartige Öffnungen
vorgesehen werden um Wickellüftungen
einzubauen. Diese Wickellüftungen
werden in verschiedenen Ausführungen
gebaut. So können
sie oben oder unten öffnend
gebaut sein oder unten- und obenöffnend.
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Derartige
Wickellüftungen
sind zum Wind- und Regenschutz des Innenraumes so gestaltet, dass
die Öffnungen
in den Seiten- oder den Stirnwänden gänzlich mit
einem windundurchlässigen Bändchengewebe
bedeckt sind oder die Halle/der Stall sollen belüftet werden, so wird dass windundurchlässige Gewebe
aufgerollt und das winddurchlässige
Gewebe nachgezogen. Die beiden Gewebebahnen sind miteinander in
der vertikalen Ebene verbunden.
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Zur
Belüftung
wird die Fläche
des luftdurchlässigen
Belüftungsgewebes
vergrößert während sich
gleichzeitig die Fläche
des windundurchlässigen Bändchengewebes
verkleinert.
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Da
das Belüftungsgewebe
mit unterschiedlicher Maschenweite ausgebildet sein kann, wird je nach
Wahl des Belüftungsgewebes
die Luft gebremst und mit der Stallluft verwirbelt oder einfach:
der Stall wird von der Luft durchströmt.
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Dass
Verändern
des Anteils von Bändchengewebe
und Belüftungsgewebe
geschieht dadurch, dass z. B die zusammenhängenden Bahnen der beiden Gewebearten
von der unteren Welle (5) abgewickelt und auf die obere
Welle (6) aufgewickelt wird und umgekehrt.
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Beide
Wellen werden über
rechts- bzw. linksdrehende Elektromotoren angetrieben. Es besteht auch
die Möglichkeit
z. B. bei warmen Wetter beide Gewebebahnen auf eine Welle zu wickeln.
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Auf
dem Dach des Stalles kann weiterhin eine Dachfirstlüftung (7)
vorgesehen sein.
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Um
derartig gestaltete Ställe
oder Hallen mit einer funktionsgerechten Steuerung zu versehen um ein
optimales Stallklima in den verschiedenen Jahreszeiten zu gewähren, bedarf
es einer Steuerung, die vielfältige
Einflüsse
berücksichtigt
und von verschiedenen Orten auch außerhalb der Halle oder des Stalles
beeinflussen kann.
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Die
Erfindung sieht daher eine Trennung zwischen Energieleitung (21)
für die
Elektromotoren z. B. für
die Rollenantriebe und den Lichtkuppelantrieb und den Steuerungsstrom
mit einer eigenen Leitung für
ein Bussystem vor (Busleitung 19).
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Im
Bussystem sind Schnittstellen für
Daten der Wetterstation (18), eines Tableaus (17),
dem Innenthermostat (15) sowie für das Bewegen der Elektromotoren
(20) des Wickelsystems und für die Eingabe der Daten für die Dachfirstöffnung,
vorgesehen.
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Weiterhin
kann eine Schnittstelle (14) für die Anbindung an ein Netzwerk,
z. B. Internet, vorgesehen sein.
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Sowohl
die Leitungen des Kraftstroms sowie die Busleitungen (19)
führen
zu einem Steuerschrank (10), der mit Hauptschalter (12)
und falls erforderlich mit einem Notschalter (13), der
auch außerhalb
des Steuerschrankes angebracht werden kann, ausgestattet ist.
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Über die
Busleitung (19) werden die ständig ermittelten Messdaten
zu den Vergleichswerten, die z. B. im Steuerschrank (10)
abgespeichert sind, gegeben und bei Abweichung wird ein sog. Aktor
betätigt,
der den Kraftstrom für
die Veränderung
der Elektromotoren herbeiführt.
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Wie
bereits ausgeführt,
ist das Stallklima von vielen Faktoren abhängig, wie z. B. von Eingabewerten
der Wetterstation (18), den Tabelauwerten (17), von
dem oder den Raum-thermostaten (15) im Stall. Das Tabelau
kann nicht nur Vorgabewerte beinhalten, es ist vor allem für die Anzeige
der Wetterdaten, Positionswerte wie z. B. Wind/Sonne/Regen u. a.
vorgesehen.
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Die
Grundeinstellung der Wickellüftung
soll vom Landwirt vorgenommen werden, da er hierfür den besten
Kenntnisstand hat.
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Über die
Handschaltungen (16), die für jede Wickellüftung einzeln
einzugeben ist, wird die Grundeinstellung vorgegeben.
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Da
die Motoren (20) zeitgesteuert sind, wird von diesen Grundwerten
die spätere
Bewegung der Wickellüftung
in Zeiteinheiten gespeichert.
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Die
Gesamtzeit für
die vollständige Öffnung, z.
B. des Bändchengewebes,
wird in Schritte unterteilt, die je nach Zeit entsprechend dass
Gewebe nach oben oder unten durch anfordern abwickeln auf die Wickelwelle
(5/6) verstellen.
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Hierbei
sollen möglichst
viele Schritte vorgesehen sein, also zwischen 18 und 30 Schritte
um die Verstellung der Gewebebahnen in kleinen Schritten zu vollführen und
dadurch das Stallklima in kleineren Schritten zu optimieren.
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Bei
Wickellüftungen
besteht das Problem darin, dass aufgrund verschiedener Einflüsse dass
Gewebe nicht immer zuverlässig
aufgewickelt wird.
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Aufgrund
der Zeiterfassung kann die Steuerung daher nach über- bzw. unterschreiten eines
bestimmten Positionswertes eine Anhebung der Wickelwelle (5/6)
ausführen
um eine automatische Tuchstraffung zu erzielen.
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Um
den Bedürfnissen
von Fernwartung bzw. Eingaben über
das Internet machen zu können,
ist eine Schnittstelle (14) vorgesehen, die dies ermöglicht.
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Die
Wickellüftung
in einer Halle oder in einem Stall mit mehreren Wickellüftungen
in den Längs-
und Stirnseiten wird von Hand so eingestellt, dass z. B. die Westseite
auf 40%, die Südostseite
auf 50%, die Nordostseite auf 60%, die Lichtkuppel auf 20% per Handbetätigung geöffnet werden.
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Von
dieser Grundeinstellung, die auch eine Lichtkuppelöffnung beinhalten
kann, wird dann durch die Steuerung die Anpassung an die sich ändernden Klimawerte
z. B. die Temperatur durchgeführt.
Steigt nun die Temperatur z. B. um 1,5 Grad Celsius an, so verändert sich
die Stellung der Systeme, die Westseite wird auf 50%, die Südostseite
auf 60%, die Nordseite auf 70%, die Lichtkuppel auf 30% geöffnet.
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Nicht
unerwähnt
darf in diesem Zusammenhang bleiben, dass die Windgeschwindigkeit
gerade bei Öffnung
der Lichtkuppel die Öffnungswerte
beeinflusst. So wird bei einer Windgeschwindigkeit von 30 km/h die
Lichtkuppel halb geschlossen und bei 50 km/h wird die Lichtkuppel
ganz geschlossen und die Westseite winddicht gemacht d. h. das windundurchlässige Gewebe
verschließt
die Öffnung.
Ebenfalls kann die Windrichtung eine entscheidende Rolle für das verschließen einer
bestimmten Seite des Gebäudes
zur Folge haben.
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Bei
bestimmter Sonnenintensität
und entsprechend hoher Außentemperatur
kann die Temperaturautomatik vorübergehend
aufgehoben werden und der Sonnenschutz wird aktiviert.
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Sobald
die Außentemperatur
und/oder die Sonnenintensität
abgenommen hat, wird die Temperaturautomatik wieder automatisch
aktiv.
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Der
Grundgedanke der Erfindung, die für Hallen oder Ställe gebräuchliche
kraftstromgestützte Steuerung
durch ein Bussystem zu ersetzen lässt eine Vielzahl von Varianten
von Eingaben und Steuerelementen zu, die im einzelnen nicht alle
aufgezählt
werden können,
aber mittels eines derartigen Systems steuerungstechnisch machbar
sind.
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- 1
- Stall
- 2
- Öffnung
- 3
- Belüftungsgewebe
- 4
- Bändchengewebe
- 5
- untere
Welle
- 6
- obere
Welle
- 7
- Dachfirstlüftung
- 8
- Antriebssystem
für Wickellüftung
- 9
- Antriebssystem
für Lichtkuppe
- 10
- Steuerschrank
- 11
- Zuleitung
Kraftstrom
- 12
- Hauptschalter
- 13
- Notschalter
- 14
- Schnittstelle
Netzwerk/Internet
- 15
- Thermostat
- 16
- Handschaltungen
- 17
- Tabelau
- 18
- Wetterstation
- 19
- Busleitung
- 20
- Elektromotoren
- 21
- Energieleitung