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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Belüften eines Innenraums.
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Hohe Wärmedämmungen und starke Abdichtungen von Innenräumen infolge baulicher Vorschriften ergeben nahezu luftdicht abgeschlossene Innenräume. Unzureichende Lüftung führt daher zu Schimmelbildung und zu einem verstärkten Mikrobenbefall, so dass die Bausubstanz beschädigt und in den Innenräumen befindliche Personen unter einem ungesunden und unbehaglichen Raumklima leiden.
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Um dies zu vermeiden, werden Lüftungseinrichtungen mit Wärmerückgewinnung zur Belüftung von Innenräumen in Form von Rotorsystemen mit einer drehenden, Wärme übertragenden Scheibe und einem Zu- und Abluftventilator, Plattentauscher mit Trennplatten und jeweils einem Zu- und Abluftventilator sowie Kreislaufverbundsysteme mit zwei Wärmetauschern, einem Rohrsystem, Pumpen und ebenfalls Zu- und Abluftventilatoren und Akkusysteme mit Speicherplatten, Klappensystemen und Zu- und Abluftventilatoren eingesetzt.
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Aus der
DE 20 2010 001809 U1 ist ein System zum wärmeregulierenden Belüften eines eine Raumdecke aufweisenden Wohnraumes mit einem ersten, das Rauminnere mit dem Freien verbindenden Luftführungskanal bekannt, in welchem ein Wärmespeicherelement und ein erstes Lüftermittel zum wahlweisen Fördern von Luft aus dem Rauminneren ins Freie und in umgekehrter Richtung angeordnet sind. Auf der dem Rauminneren abgewandten Seite der Raumdecke ist ein Zwischenraum ausgebildet, der eine Verbindung mit dem Rauminneren aufweist, so dass Luft aus dem Rauminneren in den Zwischenraum einströmen kann. In dem Zwischenraum und/oder in der Raumdecke sind Wärmespeichermittel zum Speichern von der in der Raumdecke entlang strömenden Luft enthaltenen Wärme vorgesehen. Ein zweiter Luftführungskanal verbindet den Zwischenraum mit dem Freien und enthält ein zweites Lüftermittel zum Fördern von Luft aus dem Zwischenraum ins Freie.
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Das bekannte System weist eine Steuerung auf, mit der das erste und zweite Lüftermittel in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann, nämlich
- – in einem Winterbetrieb, in dem in einem Takt von beispielsweise 90 Sekunden wechselweise verbrauchte Luft aus dem Raum nach außen und anschließend Frischluft ins Rauminnere befördert wird, wobei die in der verbrauchten Raumluft gespeicherte Wärme in dem Wärmespeicherelement gespeichert und anschließend an die einströmende Frischluft zum Vorerwärmen der Frischluft abgegeben wird, während das zweite Lüftermittel nicht betrieben wird,
- – einen Tages-Sommerbetrieb, in dem das erste und das zweite Lüftermittel wie im Winterbetrieb betrieben werden und
- – einen Nacht-Sommerbetrieb, in dem das erste Lüftermittel zur fortwährenden Zufuhr von Luft aus dem Freien in das Rauminnere und das zweite Lüftermittel zur fortwährenden Abfuhr von Luft aus dem Zwischenraum in das Freie betrieben werden.
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Das bekannte System erfordert neben einer aufwändigen und aufgrund gesetzlicher Bestimmungen unzulässigen Wand- und Deckenkonstruktion des zu klimatisierenden Raumes die Installation von zwei Luftführungskanälen mit jeweils einem Lüftermittel bzw. Ventilator und jeweils einem Wärmespeichermittel. Darüber hinaus ist das System in Folge des vorgegebenen Taktes des Richtungswechsels der Luftströmung weder energie- noch klimaoptimiert, so dass neben der erforderlichen Frischluftzufuhr nicht gewährleistet ist, dass das Raumklima eine für Personen optimale Mischung aus Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchtigkeit aufweist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, eine Vorrichtung zum wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Belüften eines Innenraums anzugeben, die mit minimalem baulichem und gerätetechnischem Aufwand eine bei einfacher Handhabung und Montage optimale Belüftung und Klimatisierung des Innenraums mit minimalem Energieaufwand gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Belüften eines Innenraums gelöst, die ein den Innenraum mit einem Außenraum verbindendes hülsenförmiges Gehäuse aufweist, in dem
- – ein Luftstromerzeuger, dessen Luftströmungsrichtung umkehrbar ist,
- – ein im Luftstrom des Luftstromerzeugers angeordneter Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher,
- – Sensoren zur Erfassung der Temperatur und Feuchtigkeit des Luftstroms und
- – eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung, die eingangsseitig mit von den Sensoren abgegebenen Sensorsignalen (Istwerte) für die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit beaufschlagt ist und ausgangsseitig den Luftstromerzeuger ansteuert, angeordnet sind.
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Die Anordnung sämtlicher Funktionselemente der Belüftungsvorrichtung in einem hülsenförmigen Gehäuse gewährleistet einen kompakten Aufbau der Belüftungsvorrichtung, die somit einfach handhabbar, vorfertigbar und problemlos in eine Wandöffnung einsetzbar und aus dieser beispielsweise für Reinigungszwecke und zur Desinfektion entnehmbar ist, und die mit minimalem baulichem und gerätetechnischem Aufwand eine bei einfacher Handhabung und Montage optimale Belüftung und Klimatisierung des Innenraums mit minimalem Energieaufwand gewährleistet.
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Vorzugsweise ist das hülsenförmige Gehäuse rohrförmig bzw. als Hohlzylinder ausgebildet, kann aber auch jede andere Querschnittsform annehmen, beispielsweise rechteckförmig oder quadratisch, zur Anpassung an die Querschnittsform von Mauersteinen, so dass eine Nachrüstung eines Innenraums durch Herstellung eines Mauerdurchbruchs in einfacher und kostengünstiger Weise erfolgen kann.
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In bevorzugter Ausführungsform besteht der Luftstromerzeuger aus einem Axialventilator mit veränderbarer Drehrichtung und einem drehzahlregelbaren elektronisch kommutierten Motor.
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Die Ausgestaltung des Luftstromerzeugers als Axialventilator gewährleistet eine kompakte Bauweise und entsprechende Anordnung des Ventilators im hülsenförmigen Gehäuse der Belüftungsvorrichtung.
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In weiter bevorzugter Ausführung enthält der Luftstromerzeuger ein Steuer- und Regelungsmodul, insbesondere eine DDC-Regelung, so dass lediglich eine geeignete Stromzuführung zum kompakten, hülsenförmigen Gehäuse der Belüftungsvorrichtung vorzusehen ist.
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Der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher kann aus einem mit Kapillaren versehenen, von der zu- und abströmenden Raumluft durchströmbaren Keramikelement, einem Plattentauscher mit Luftkanälen, gerolltem Wellaluminium oder hygroskopisch beschichteten Glasfaser- oder Tonelementen bestehen, wobei die Funktionselemente des Wärme- und Feuchtigkeitsspeichers aus hygienischen Gründen mit Gold-, Silber-, oder Kupferionen bedampft sind, um ein Wachstum von Mikroben zu verhindern.
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In einer komplettierten Ausführung besteht die in die Wandöffnung eingesetzte Belüftungsvorrichtung aus dem hülsenförmigen Gehäuse, in dem ein Luftfilter, der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher, der Temperatursensor und Feuchtigkeitssensor, der Luftstromerzeuger und ein an der Wand des Innenraums angeordnetes Schutzgitter angeordnet sind.
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Für den Fall, dass der Außenraum der freien Umgebung entspricht, ist das hülsenförmiges Gehäuse der Belüftungsvorrichtung außenraumseitig durch ein Wetterschutzgitter abgeschlossen werden, so dass Feuchtigkeit wie Schlagregen nicht in die Belüftungsvorrichtung eindringen kann.
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Zur optimalen Klimatisierung des Innenraums durch einen den Innenraum durchsetzenden Luftstrom werden mindestens zwei zueinander beabstandete und im Gegentakt arbeitende Belüftungsvorrichtungen vorgesehen, die insbesondere an gegenüberliegenden Außenwänden des Innenraums angeordnet sind.
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Die im Gegentakt arbeitenden Belüftungsvorrichtungen erzeugen einen Wechsel der Strömungsrichtung der Raumluft und damit eine optimale Durchspülung des Innenraums. Während die eine Belüftungsvorrichtung Raumluft aus dem Innenraum beispielsweise ins Freie fördert und der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher dieser Belüftungsvorrichtung die im abströmenden Luftstrom enthaltene Wärme und Feuchtigkeit speichert, fördert die andere Belüftungsvorrichtung Außenluft in den Innenraum und gibt die zuvor gespeicherte Wärme und Feuchtigkeit an die zuströmende Luft ab. Der Wechsel der Strömungsrichtung wird von einer getrennte Steuerungs- und Regelungseinrichtung beispielsweise mit entsprechenden Umschaltkontakten, eine entsprechende Programmierung oder über eine Verbindung der in die Luftstromerzeuger der beiden Belüftungsvorrichtungen integrierten Steuer- und Regelungsmodule gesteuert.
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Zum Betrieb der Belüftungsvorrichtung wird
- – in einem ersten Betriebszustand ein Luftstrom vom Innenraum zum Außenraum gerichtet wird und die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit erfasst und gespeichert,
- – beim Erreichen eines Beharrungszustandes, in dem die Änderung der erfassten Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit jeweils unter einen vorgegebenen Änderungswert abgesunken ist, in einem zweiten Betriebszustand die Strömungsrichtung des Luftstroms umgekehrt vom Außenraum zum Innenraum gerichtet und die Istwerte der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit werden erfasst und mit Sollwerten für die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit verglichen und
- – bei einer vorgegebenen Abweichung der Istwerte von den Sollwerten in den ersten Betriebszustand umgeschaltet.
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Dieses Verfahren gewährleistet bei minimalem baulichem und gerätetechnischem Aufwand eine optimale Klimatisierung, das heißt, eine optimale Mischung aus Lufttemperatur und relativer Luftfeuchtigkeit des Innenraums bei minimalem Energieaufwand.
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Das Verfahren erfordert in seiner Grundausführung lediglich das Anbringen einer einzigen Wandöffnung in einer den Innenraum von einem Außenraum trennenden Wand zum Einsetzen des hülsenförmigen Gehäuses der Belüftungsvorrichtung mit darin angeordnetem Luftstromerzeuger bzw. Ventilator, Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher sowie Temperatur- und Feuchtesensor in Verbindung mit einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung. Durch einen Wechsel der Luftströmungsrichtung in Abhängigkeit vom Erreichen eines Beharrungszustandes, in dem die Änderung der mittels der Sensoren erfassten Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit unter vorgegebene Änderungswerte abgesunken ist, sowie eines Soll-Istwert-Vergleichs der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit wird eine energieoptimierte Klimatisierung des Innenraums erzielt, bei der die dem Innenraum zugeführte Frischluft eine optimale Temperatur und relative Feuchtigkeit aufweist.
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Vorzugsweise wird in einer Startphase mit einer vorgegebenen Umschaltfrequenz zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand gewechselt und nach Beendigung der Startphase die Umschaltung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand in Abhängigkeit vom Erreichen des Beharrungszustandes und der Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit vorgenommen.
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Eine derartige Startphase liegt beispielsweise nach einer längeren Betriebsunterbrechung infolge des nicht bewohnten Innenraums oder nach eingestellten Betriebsintervallen wie Tag- und Nachtintervallen vor und dient insbesondere der Begrenzung der minimalen und maximalen Umschaltfrequenz der Luftströmungsrichtung. Dabei wird nach dem Einschalten der Belüftungsvorrichtung die Luftströmungsrichtung im Takt einer Grundfrequenz gewechselt, um entsprechende Daten der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erhalten.
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Nach Beendigung der zeitlich vorgegebenen Startphase wird in den Wechsel des ersten und zweiten Betriebszustandes mit einer Mindestfrequenz umgeschaltet, wobei die Mindestfrequenz nach einem vorgegebenen Zeitprogramm geändert werden kann, um die Temperatur und Feuchtigkeit im Innenraum zu optimieren. Dabei erfolgt ein Wechsel der Luftströmungsrichtung nie unterhalb einer Grundfrequenz, so dass die erforderliche Frischluftzufuhr gewährleistet ist. Andererseits verhindert die Vorgabe einer maximalen Frequenz einen ständigen Wechsel zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand bei hohen Differenzen der Temperatur und Feuchtigkeit des aus dem Innenraum abgegebenen und dem Innenraum zugeführten Luftstromes.
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In einer weiteren Variante ist die Umschaltfrequenz während der Startphase variabel und beginnt innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mit einer Minimalfrequenz und endet mit einer Maximalfrequenz.
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In bevorzugter Ausführungsform sind die Minimal- und Maximalfrequenzen des Wechsel zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand einstellbar- oder adaptiv durch entsprechende Programmierung der Steuerungs- und Regelungseinrichtung veränderbar.
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In einer weiteren Variante des Verfahrens ist die Regelung der Luftfeuchtigkeit des Innenraums vorrangig gegenüber der Regelung der Temperatur des Innenraums.
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Durch die Vorrangigkeit der Raumluftfeuchtigkeit gegenüber der Raumlufttemperatur wird dem subjektiven Empfinden der im Innenraum befindlichen Personen Rechnung getragen, da bei optimaler Luftfeuchtigkeit im Innenraum die Raumlufttemperatur in größeren Bereichen schwanken kann, ohne dass dies eine Auswirkung auf das Wohlbefinden von im Innenraum befindlichen Personen hat.
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In einer erweiterten Variante des Verfahrens wird ein Luftstrom mit wechselnder Strömungsrichtung zwischen zwei Luftführungskanälen erzeugt, die im Innenraum zueinander beabstandet angeordnet mit mindestens einem Außenraum verbunden sind.
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Bei dieser Erweiterung des Verfahrens sind zwar zwei Luftführungskanäle mit jeweils einem Luftstromerzeuger, einem Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher sowie einem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor erforderlich, wobei die Sensoren und Luftstromerzeuger über eine gemeinsame Steuerungs- und Regelungseinrichtung miteinander gekoppelt sind, jedoch ermöglicht dieses erweiterte Verfahren eine optimale Durchströmung des Innenraums, insbesondere dann, wenn die Luftführungskanäle in einander gegenüberliegenden Außenwänden des Innenraums angeordnet sind.
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Dabei wird der Wechsel der Strömungsrichtung durch die Steuerungs- und Regelungseinrichtung gesteuert, beispielsweise mittels entsprechender, gegeneinander verriegelter Umschaltkontakte oder durch eine entsprechende Programmierung.
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Anhand von Ausführungsbeispielen, die zum besseren Verständnis der Erfindung in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt sind, soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Belüftungsvorrichtung mit in einem hülsenförmigen Gehäuse angeordneten Funktionselementen;
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2 eine schematische Ansicht eines Innenraums mit in gegenüberliegenden Außenwänden angeordneten Belüftungsvorrichtungen und
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3 ein den Betrieb der Belüftungsvorrichtung erläuterndes Flussdiagramm.
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1 zeigt in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt durch eine Außenwand 1 eines Innenraums 11, der von einem Außenraum 12 durch die Außenwand 1 getrennt ist, den prinzipiellen Aufbau einer Belüftungsvorrichtung 2 zum wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Belüften des Innenraums 11.
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Die Belüftungsvorrichtung 2 ist in einem hülsenförmigen Gehäuse 20 angeordnet, das in eine den Innenraum 11 mit dem Außenraum 12 verbindenden Wandöffnung 10 einsteckbar und aus dieser entnehmbar ist. Das hülsenförmige Gehäuse 20 kann rohrförmig bzw. als Hohlzylinder ausgebildet sein, aber auch jede andere Querschnittsform annehmen, beispielsweise rechteckförmig oder quadratisch zur Anpassung an die Querschnittsform von Mauersteinen ausgebildet werden, so dass eine Nachrüstung eines Innenraums 11 durch Herstellung eines Mauerdurchbruchs in einfacher und kostengünstiger Weise erfolgen kann.
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Das hülsenförmige Gehäuse 2 der Belüftungsvorrichtung 2 enthält einen Luftstromerzeuger 3, vorzugsweise in Form eines Axialventilators mit umkehrbarer Drehrichtung, so dass Raumluft als abströmende Raumluft AL vom Innenraum 11 zum Außenraum 12 gerichtet wird, während zuströmende Luftluft ZL vom Außenraum 12 in den Innenraum 11 gerichtet ist. Im Strömungsweg des Luftstromerzeugers 3 befindet sich ein Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher 4, der beispielsweise aus einem mit Kapillaren versehenen, von der zu- und abströmenden Raumluft durchströmbaren Keramikelement, einem Plattentauscher mit Luftkanälen, gerolltem Wellaluminium oder hygroskopisch beschichteten Glasfaser- oder Tonelementen bestehen kann. Aus hygienischen Gründen kann der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher 4 mit Gold-, Silber-, oder Kupferionen bedampft werden, um ein Wachstum von Mikroben zu verhindern.
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Zwischen dem Luftstromerzeuger 3 und dem Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher 4 sind vorzugsweise benachbart zum Luftstromerzeuger 3 ein Temperatursensor 51 und ein Feuchtigkeitssensor 52 angeordnet, die über Sensorleitungen 61, 62 mit Eingängen einer Steuer- und Regeleinrichtung 6 verbunden sind. Mittels der Steuer- und Regeleinrichtung 6 kann die an den Luftstromerzeuger 3 angelegte Spannung je nach gewünschter Drehrichtung des Luftstromerzeugers 3 und damit je nach gewünschter Strömungsrichtung der Raumluft umgepolt werden.
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Bevorzugt wird als Luftstromerzeuger 3 ein Axialventilator mit einem elektronisch kommutierten Motor eingesetzt, der sehr sparsam im Energieverbrauch und drehzahlregelbar ist sowie ein Steuer- und Regelungsmodul 6 vorzugsweise in Form einer DDC-Regelung für einen energiesparenden Einsatz enthält. Als Steuer- und Regeleinrichtung 6 kann aber auch ein getrennt anzuordnendes Steuergerät vorgesehen und mit dem Luftstromerzeuger 3 verbunden werden. Damit bei geringen Temperatur- und Feuchtedifferenzen ein geregelter Luftaustausch zwischen dem Innenraum 11 und dem Außenraum 12 gewährleistet ist, enthält die Steuer- und Regeleinrichtung 6 eine Zeitschaltuhr mit Start- und Stoppfunktion.
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Zwischen dem Außenraum 12 und dem Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher 4 ist ein Luftfilter 7 zur Reinhaltung der Funktionselemente der Belüftungsvorrichtung 2 angeordnet. Entspricht der Außenraum 12 der freien Umgebung des Innenraums 11, so wird die Belüftungsvorrichtung 2 durch ein Wetterschutzgitter 9 abgeschlossen, das Lamellen aufweist, die auftreffenden Schlagregen nach außen ableiten. An der dem Innenraum 11 zugewandten Seite der Belüftungsvorrichtung 2 wird ein Schutzgitter 8 angeordnet, das das Eindringen von Gegenständen oder Körperteilen in die Belüftungsvorrichtung 2 von Seiten des Innenraums 11 verhindert.
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2 zeigt in einem schematischen Grundriss ein Klimatisierungssystem für einen von Wänden 1 umgebenen Innenraum 11, der in zwei einander gegenüberliegenden, den Innenraum 11 mit Außenräumen 12 verbindenden Wandöffnungen 101, 102 angeordnete Belüftungsvorrichtungen 21, 22 enthält, die der in 2 dargestellten Belüftungsvorrichtung 2 entsprechen. Jede der beiden Belüftungsvorrichtungen 21, 22 ist kompakt in einem hülsenförmigen Gehäuse 20 angeordnet, das in die Wandöffnungen 101, 102 einsteckbar und aus dieser herausziehbar ist, um beispielsweise eine Reinigung und Desinfektion der Belüftungsvorrichtungen 21, 22 durchzuführen. Diese Maßnahme ist mindestens zweimal im Jahr erforderlich, insbesondere dann, wenn die relative Feuchtigkeit der Luft 70% übersteigt.
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Die Belüftungsvorrichtungen 21, 22 sind innenraumseitig durch Schutzgitter 81, 82 und zum Außenraum 12 durch Wetterschutzgitter 91, 92 abgeschlossen.
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Die in die Luftstromerzeuger 3 der beiden Belüftungsvorrichtungen 21, 22 integrierten Steuer- und Regelungsmodule 6 sind über einen Steuerbus 60 miteinander verbunden, damit die Belüftungsvorrichtungen 21, 22 im Gegentakt arbeiten, so dass im Wechsel die eine Belüftungsvorrichtung, beispielsweise die erste Belüftungsvorrichtung 21, Raumluft aus dem Innenraum 11 zum Außenraum 12 fördert, während die zweite Belüftungsvorrichtung 22, Außenluft vom Außenraum 12 in den Innenraum 11 fördert und umgekehrt. Durch diese Anordnung zweier Belüftungsvorrichtungen 21, 22 kommt es zu einer sehr guten Durchspülung des Innenraums 11, wobei die Anzahl der im Gegentakt arbeitenden Belüftungsvorrichtungen 21, 22 nicht beschränkt ist, so dass beispielsweise bei großen Innenräumen auch in Abständen zueinander verteilt eine Vielzahl von Belüftungsvorrichtungen vorgesehen werden kann. Bedarfsweise kann auch ein gestrichelt dargestelltes Steuergerät 6 zur Synchronisierung der Belüftungsvorrichtungen 21, 22 und Einstellung von Steuerungsparametern durch den Benutzer vorgesehen werden.
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Zur optimalen Verteilung der zu- und abströmenden Raumluft kann anstelle der Schutzgitter 8, 81, 82 auch eine Luftströmungsleiste vorgesehen werden, die die zu- und abströmende Luft gleichmäßig über die betreffende Wand 1 des Innenraums 11 verteilt.
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Das in 1 dargestellte Flussdiagramm zeigt schematisch die Funktion der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung in deren Betrieb.
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Nach dem Programmstart (Verfahrensschritt V1) läuft im Verfahrensschritt V2 eine Startphase ab, bei der mit konstanter oder variabler Taktung ein Wechsel des in einen Innenraum gerichteten zuströmenden Luftstroms und eines aus dem Innenraum gerichteten abströmenden Luftstroms erfolgt und dabei kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen die Temperatur und Feuchtigkeit des Luftstromes gemessen und die gemessenen Werte gespeichert werden. Bei variabler Taktung kann mit einer minimalen Taktfrequenz begonnen und die Startphase mit einer maximalen Taktfrequenz beendet werden, wobei die Wertepaare der Temperatur und Feuchtigkeit des Luftstromes den einzelnen Taktfrequenzen zugeordnet werden.
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Die Startphase wird mit dem Erreichen eines Beharrungszustandes abgeschlossen, bei dem eine Änderung der Temperatur und Feuchtigkeit zwischen der zuströmenden und abströmenden Luft einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Alternativ wird die Startphase durch Vorgabe einer maximalen Zeitdauer für die Startphase abgeschlossen. Ist daher bei der Verzweigung im Verfahrensschritt V3 die Zeitdauer der Startphase t kleiner als die vorgegebene Zeitdauer t0 (Entscheidung = N), so wird die Startphase fortgesetzt. Ist sie größer als die vorgegebene Zeitdauer t0 (Entscheidung = J), bzw. ist der Beharrungszustand erreicht, so wird in einen ersten Betriebszustand (Verfahrensschritt V4) übergegangen, in dem ein Luftstrom vom Innenraum zum Außenraum gerichtet wird und die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit erfasst und gespeichert werden.
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Durch fortlaufendes Messen und Speichern der Temperatur T und Feuchtigkeit F der ab- und zuströmenden Raumluft mit anschließendem Vergleich der Wertepaare werden die Änderungen ∆T und ∆F der Temperatur und Feuchtigkeit der Raumluft ermittelt und mit vorgegebenen Werten T0 für die Raumlufttemperatur und F0 für die (relative) Luftfeuchtigkeit verglichen. Liegen die Änderungswerte ∆T und ∆F oberhalb der vorgegebenen Werte T0 und F0 (Entscheidung = N), so wird der erste Betriebszustand fortgesetzt.
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Sind die im Verfahrensschritt V5 ermittelten Änderungswerte ∆T und ∆F der Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchtigkeit kleiner oder gleich den Vorgabewerten T0 und F0 (Entscheidung = J), so wird in den zweiten Betriebszustand (Verfahrensschritt V6) übergegangen, in dem die Strömungsrichtung des Luftstroms umgekehrt vom Außenraum zum Innenraum gerichtet wird und die Istwerte Ti und Fi der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit erfasst und mit den Sollwerten Ts und Fs für die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit verglichen werden.
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Durch fortlaufenden Soll-Istwertvergleich der (relativen) Feuchtigkeit F und Temperatur T der Raumluft wird im Verfahrensschritt V7 ermittelt, ob eine Abweichung der Istwerte Fi und Ti von den Sollwert Fs und Ts vorliegt, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert F1 bzw. T1 der Soll-Istwertabweichung ist. Ist dies nicht der Fall (Entscheidung = N), so wird der zweite Betriebszustand (Verfahrensschritt V6) fortgesetzt. Ist dies der Fall (Entscheidung = J), da die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten kleiner oder gleich den vorgegebenen Soll-Istwertabweichungen ist, so geht das Verfahren in den ersten Betriebszustand (Verfahrensschritt V4) über.
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Je nach Abweichung von den Sollwerten erfolgt eine Umschaltung der Strömungsrichtung der Raumluft, das heißt, von abströmender in zuströmender Raumluft und umgekehrt. Dabei hat vorzugsweise die Feuchteregelung Vorrang gegenüber der Temperaturregelung. Durch die Umschaltdauer wird die Feuchte- und Temperaturübertragung des Wärme- und Feuchtigkeitsspeichers verändert.
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Die Startphase mit den Verfahrensschritten V2 und V3 kann selbstverständlich entfallen, so dass nach dem Programmstart im Verfahrensschritt V1 unmittelbar der erste Betriebszustand mit dem Verfahrensschritt V4 initiiert wird.
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Um unabhängig von den Taktzyklen beim Wechsel vom ersten in den zweiten Betriebszustand eine hinreichende Frischluftzufuhr in den Innenraum zu gewährleisten, wird eine Grundfrequenz für die Taktung vorgegeben, die nicht unterschritten wird. Eine vorgebbare Maximalfrequenz der Taktung verhindert dagegen einen ständigen Wechsel der zu- und abströmenden Raumluft bei hohen Differenzen zwischen den gemessenen Temperatur- und Feuchtigkeitswerten der zu- und abströmenden Raumluft sowie der Istwerte der Temperatur und Feuchtigkeit der Raumluft von den vorgegebenen Sollwerten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außenwand
- 2
- Belüftungsvorrichtung
- 3
- Luftstromerzeuger (Axialventilator)
- 4
- Wärme- und Feuchtigkeitsspeicher
- 6
- Steuer- und Regelungseinrichtung
- 7
- Luftfilter
- 8
- Schutzgitter
- 9
- Wetterschutzgitter
- 10
- Wandöffnung
- 11
- Innenraum
- 12
- Außenraum
- 20
- Hülsenförmiges Gehäuse
- 21, 22
- Im Gegentakt arbeitende Belüftungsvorrichtungen
- 51
- Temperatursensor
- 52
- Feuchtigkeitssensor
- 60
- Steuerbus
- 61, 62
- Sensorleitungen
- 81, 82
- Schutzgitter
- 91, 92
- Wetterschutzgitter
- 101, 102
- Wandöffnungen
- 201, 202
- Hülsenförmiges Gehäuse
- AL
- Abströmende Luft
- ZL
- Zuströmende Luft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010001809 U1 [0004]
