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Die Erfindung betrifft ein Luftaustauschsystem
für die
Entlüftung
wenigstens eines Raums eines Gebäudes
mit wenigstens einer Luftaustauschvorrichtung.
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Zur Gewährleistung gleichbleibend hoher Atemluftqualität in Wohn-
und Arbeitsräumen
von Gebäuden
wird oft verbrauchte Abluft durch einen Lüfter aus dem Gebäudeinneren
nach draußen
gefördert.
Gleichzeitig dazu findet eine kontrollierte Versorgung des Innenraums
des Gebäudes
mit Zuluft statt.
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Die Belastung des Menschen mit Luftschadstoffen
innerhalb von Gebäuden
ist heute generell höher
als die Belastung durch die Außenluft.
Besonders bei Niedrigenergiehäusern
und bei Passivhäusern,
bei denen die Gebäudehülle und
die Fenster schall- und
luftdicht abschließen,
läßt sich
eine intensivere und schnellere Kumulierung der Schadstoffe beobachten.
Daraus resultieren Störungen
im Wohlbefinden, insbesondere das sogenannte Sick Building Syndrome
bei sich in solchen Räumen
aufhaltenden Personen. Dieses Sick Building Syndrome äußert sich
in Form von Reizung der Augen und der oberen Luftwege, in Form von
häufigeren
Infekten, in Form von Hautentzündungen
und Juckreiz, in Form von Brustschmerz und weiteren unspezifischen
Symptomen wie Kopfschmerzen, Benommenheit, Verwirrtheit, Erschöpfung und
Erbrechen.
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Des weiteren klagen Personen, die
sich in solchen Räumen
aufhalten, oft über
ein Austrocknen der Schleimhäute
im Bereich der Augen und der oberen Atemwege oder sogar über Erkältungskrankheiten.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
ein Luftaustauschsystem anzugeben, mit dem eine ausreichende Belüftung eines
Gebäudes
gewährleistet wird
und mit dem einem Auftreten der genannten Beschwerden bei sich in
solchen Räumen
aufhaltenden Personen zuverlässig
entgegengewirkt wird.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der
unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Die Erfindung stellt eine zur Anordnung
auf der Innenseite eines Raums bestimmte Sensoreinheit für eine Entlüftungs-
oder Luftaustauschvorrichtung bereit.
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Eine solche Sensoreinheit beinhaltet
wenigstens einen Wohlfühlsensor
bzw. Spurengassensor und/oder wenigstens einen Temperatursensor und/oder
wenigstens einen Luftfeuchtigkeitssensor, der als absoluter Luftfeuchtigkeitssensor
zur Messung der absoluten Luftfeuchtigkeit oder als relativer Luftfeuchtigkeitssensor
zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit der im Inneren des Raums
befindlichen Luft ausgebildet sein kann.
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Der Wohlfühlsensor ist so ausgebildet,
daß er
Konzentrationen von in der Luft enthaltenen Gasen, Fest- oder Schwebstoffen
messen kann. Gängige
Wohlfühlsensoren
sind beispielsweise CO2- oder CO-Konzentrationssensoren. Komfortablerer
Wohlfühlsensoren
sind in der Lage, ein breites Spektrum von in der Luft enthaltenen
Gasen, Fest- oder Schwebstoffen zu erfassen.
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Des weiteren verfügt die Sensoreinheit über einen
mit wenigstens einem der genannten Sensoren verbundenen Sender,
der so ausgebildet ist, daß Steuerinformationen
oder von den Sensoren gemessene Meßwerte über eine Funkstrecke ausgesendet werden
können.
Der Sender sowie der Sensor bzw. die Sensoren sind in bzw. an einem
gemeinsamen Sensorgehäuse
angeordnet.
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Eine solche Sensoreinheit kann zur
Steuerung von Einzelentlüftungsanlagen
mit eigener oder mit gemeinsamer Abluftleitung, sogenannte Einrohrlüftungssyteme,
und zur Steuerung von Zentralentlüftungsanlagen mit gemeinsam
veränderlichen
Gesamtvolumenstrom verwendet werden.
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Ein Grundgedanke der Erfindung liegt
darin, eine flexibel innerhalb eines Raumes anbringbare Sensoreinheit
bereitzustellen, die Steuerungsinformationen oder Meßwerte eines
oder mehrerer Sensoren über
eine Funkstrecke übermitteln
kann. In einer derart räumlich
von einer Luftaustauschvorrichtung entkoppelten Sensoreinheit können eine
Vielzahl von Sensoren zur Erfassung relevanter Parameter der in
dem Raum befindlichen Luft angeordnet werden, wodurch sich eine
besonders kompakte Bauart der Sensoreinheit ergibt.
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Neben den Sensoreinheiten, die jeweils
die von den Sensoren ermittelten Meßwerte aussenden, umfaßt die vorliegende
Erfindung auch Sensoreinheiten, die bereits über eine Berechnungseinheit
verfügen.
Eine solche Berechnungseinheit ist mit den jeweils vorhandenen Sensoren
und mit dem Sender verbunden und überprüft, ob die von den Sensoren ermittelten
Meßwerte
vorgegebene Grenzwerte über-
bzw. unterschreiten. In Abhängigkeit
der Ergebnisse dieser Überprüfungen sendet
die Sensoreinheit Steuerinformationen aus.
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Wird mit einer solchen Sensoreinheit
eine Entlüftungs-
oder Luftaustauschvorrichtung gesteuert, so handelt es sich bei
diesen Steuerinformationen um Einschalt- und Ausschaltinformationen.
Werden mit einer solchen Sensoreinheit ein Ventil oder mehrere Ventile
gesteuert, so handelt es sich bei diesen Steuerinformationen um Öffen- und
Schließinformationen.
In beiden Fällen überträgt der Sender
der Sensoreinheit vorzugsweise binäre Daten Eins oder Null bzw.
"Ja" oder "Nein", die jeweils eine Ein-, Aus- oder Umschaltung der
Entlüftungs-
oder Luftaustauschvorrichtung oder ein Öffnen, ein Schließen oder
ein Verändern
der Stellung des Ventils bzw. der Ventile verursachen.
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Zur besseren Information des Benutzers kann
die Sensoreinheit zusätzlich
mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber ausgestattet
sein, der ein optisches und/oder akustisches Signal anzeigt, wenn
wenigstens ein Meßwert
einen unzulässigen
Wert annimmt .
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Einschalt- bzw. Öffeninformationen werden dann
von der Berechnungseinheit berechnet und von dem Sender ausgesendet,
wenn ein unzulässiges Überschreiten
bzw. Unterschreiten der Grenzwerte durch die von den Sensoren ermittelten
Meßwerte detektiert
wird. Ausschalt- bzw. Schließinformationen werden
erst dann von der Berechnungseinheit berechnet und von dem Sensor
ausgesendet, wenn sämtliche
von den Sensoren ermittelten Meßwerte wieder
im zulässigen
Bereich liegen.
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Durch diese Ausgestaltung der Sensoreinheit
braucht kein energieaufwendiger, kontinuierlicher Datenaustausch
erfolgen. Eine Aussendung von Steuerinformationen durch den Sender
erfolgt nur dann, wenn von der Berechnungseinheit eine relevante Änderung
der Meßwerte
der Sensoren festgestellt wird.
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Der Sender und/oder der Sensor bzw.
die Sensoren können
von einem vorzugsweise ebenfalls in dem Sensorgehäuse angeordneten
Energiespeicher, insbesondere von einer Batterie, mit Energie versorgt
werden.
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Alternativ dazu ist es möglich, die
Sensoreinheit mit einem Stromnetzanschluß bzw. mit einem Netzstecker
bzw. mit einem Netzteil auszustatten, mit dem der Sender und der
Sensor bzw. die Sensoren mit Energie versorgt werden können. Eine
besonders kompakte Bauform der Sensoreinheit ergibt sich dann, wenn
ein solcher Netzstecker direkt an dem Sensorgehäuse montiert ist. In diesem
Fall kann die Sensoreinheit durch Einstecken des Netzsteckers in eine
Steckdose zuverlässig
in Betrieb genommen und gleichzeitig schraubenlos befestigt werden.
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Mit einer Sensoreinheit, die einen
CO2-Konzentrationssensor, einen CO-Konzentrationssensor, einen
Temperatursensor sowie einen Luftfeuchtigkeitssensor umfaßt, kann
der Zustand der im Innenraum befindlichen Luft sehr genau erfaßt werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine
Entlüftungsvorrichtung
eines Raums eines Gebäudes
mit wenigstens einem elektrischen Fortluft-Lüfter zur Förderung eines Abluftstroms
aus dem Inneren auf die Außenseite
des Gebäudes.
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Eine solche Entlüftungsvorrichtung verfügt über einen
Empfänger
zum Empfangen von Steuerinformationen oder zum Empfangen von Temperatur- und
Luftfeuchtigkeitswerten sowie von Konzentrationswerten von in der
Luft enthaltenen Gasen, Fest- oder Schwebstoffen, insbesondere von
CO2-Konzentrations- oder CO-Konzentrationswerten.
Der Empfänger
ist mit einer Steuerungseinheit verbunden, die so ausgebildet sein
kann, daß sie
den oder die Fortluft-Lüfter
in Abhängigkeit
von Steuerinformationen oder in Abhängigkeit von Meßwerten
in wenigstens einen Betriebszustand mit einer vorgegebenen Drehfrequenz
schalten kann.
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Um aus empfangenen Meßwerten
Steuerinformationen zu ermitteln, muß die Steuerungseinheit Berechnungen,
insbesondere Überprüfungen der Meßwerte gegenüber vorgegebenen
Grenzwerten vornehmen.
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Eine solche Entlüftungsvorrichtung kann in der
Praxis als Einzelentlüftungsanlage
mit eigener oder mit gemeinsamer Abluftleitung und als Zentralentlüftungsanlage
mit gemeinsam veränderlichen Gesamtvolumenstrom
vorliegen.
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Eine derartige Entlüftungsvorrichtung
kann einer unerwünschten
Entwicklung der Luftqualität
im Inneren des Gebäudes
zeitnah entgegensteuern, wobei gemäß einem Grundgedanken der Erfindung mehrere
die Atemluftqualität
beeinflussende Parameter, insbesondere die CO2-Konzentration,
die CO-Konzentration, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit synchron
erfaßt
und verarbeitet werden können.
Die zu erreichende Atemluftqualität im Inneren des Gebäudes kann
durch eine geeignete Wahl der Grenzwerte durch einen Benutzer individuell
eingestellt werden. Bei der Wahl dieser Grenzwerte können zur
Sicherheit Toleranzen berücksichtigt
werden.
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Mit einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung
kann zu jeder Zeit eine gute Atemluftqualität im Gebäudeinneren gewähr leistet
werden, indem das Volumen der jeweils aus dem Gebäudeinneren
nach draußen
beförderten,
verbrauchten Abluft abhängig
von der Atemluftqualität
der im Gebäudeinneren
befindlichen Raumluft eingestellt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist für
den Fortluft-Lüfter
ein Grund-Lüftungsbetriebszustand
mit einer geringen Drehfrequenz sowie ein Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
mit einer erhöhten
Drehfrequenz vorgesehen. Bei dem Grund-Lüftungsbetriebszustand
kann die Drehfrequenz des Fortluft-Lüfters
auch gleich Null sein.
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Eine derartige Entlüftungsvorrichtung
befindet sich normalerweise im Grund-Lüftungsbetriebszustand. Der
Fortluft-Lüfter
wird durch die Steuerungseinheit von dem Grund- in den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
geschaltet, entweder wenn von dem Empfänger Einschaltinformationen
empfangen werden, oder wenn ein von dem Empfänger empfangener Konzentrationswert
jeweils einen vorgebbaren Grenz-Konzentrationswert überschreitet und/oder
wenn ein von dem Empfänger
empfangener Temperaturwert eine vorgebbare Grenztemperatur über- bzw.
unterschreitet und/oder wenn ein von dem Empfänger empfangener relativer
und/oder absoluter Luftfeuchtigkeitswert einen vorgebbaren Grenz-Luftfeuchtigkeitswert über- bzw.
unterschreitet.
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Der Grund-Lüftungsbetriebszustand wird demnach
im Idealfall nur dann verlassen, wenn eine Verbesserung der Atemluftqualität der im
Gebäudeinneren
befindlichen Raumluft wirklich nötig
ist. Dadurch wird eine einfache und gleichzeitig wirkungsvolle Betriebsweise
der Entlüftungsvorrichtung sichergestellt.
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Bei einer energiesparenden Ausführungsform
der Erfindung schaltet die Steuerungseinheit den Fortluft-Lüfter von
dem Leistungs- wieder zurück in
den Grund-Lüftungsbetriebszustand,
wenn die jeweils von dem Empfänger
empfangenen Meßwerte die
vorgegebenen Grenzwerte wieder unter- bzw. überschreiten und somit wieder
zulässige
Werte annehmen. Wenn bei dem Grund-Lüftungsbetriebszustand
die Drehfrequenz des Fortluft-Lüfters
gleich Null ist, so wird der Fortluft-Lüfter in diesem Fall ausgeschaltet.
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Dadurch wird sichergestellt, daß die Entlüftungsvorrichtung
wieder in den Grund-Lüftungsbetriebszustand
zurückgeschaltet
bzw. ausgeschaltet wird, wenn die Atemluftqualität im Gebäudeinneren wieder besser ist.
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Die Erfindung betrifft auch eine
Luftaustauschvorrichtung, die eine vorstehend beschriebene Entlüftungsvorrichtung
und einen elektrischen Zuluft-Lüfter
zur Förderung
eines Zuluftstroms von der Außenseite
in das Gebäudeinnere
aufweist. Durch das Vorsehen eines solchen Zuluft-Lüfters wird
eine Belüftung
und somit eine durchgehende Luftzirkulation im Gebäudeinneren
gewährleistet.
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Die Steuerungseinheit kann dabei
vorteilhafterweise auch mit dem Zuluft-Lüfter verbunden sein und den
Zuluft-Lüfter
in Abhängigkeit
der von dem Empfänger
empfangenen Steuerinformationen oder in Abhängigkeit der von dem Empfänger empfangenen
Meßwerte
in einen oder mehrere Betriebszustände mit jeweils vorgegebenen
Drehfrequenzen schalten. Dadurch wird gewährleistet, daß frische
unverbrauchte Außenluft
in das Gebäudeinnere
gelangt.
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Auch für den Zuluft-Lüfter kann
ein Grund-Lüftungsbetriebszustand
mit einer geringen oder den Wert Null annehmenden Drehfrequenz und ein
Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
mit einer erhöhten
Drehfrequenz vorgesehen sein, in den der Zuluft-Lüfter
geschaltet wird, wenn Einschaltinformationen von dem Empfänger empfangen
werden oder wenn die von dem Empfänger empfangenen Meßwerte jeweils
einen jeweils unzulässigen
Wert annehmen. Dadurch ist ein einfacher und effektiver Betrieb der
Luftaustauschvorrichtung möglich,
bei dem auch der Zuluftstrom abhängig
von der Atemluftqualität
im Gebäudeinneren
eingestellt wird.
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Gemäß einer weiteren, besonders
energiesparenden Ausführungsform
der Erfindung kann die Steuerungseinheit den Zuluft-Lüfter von dem Leistungs- in
den Grund-Lüftungsbetriebszustand
zurückschalten
bzw. ausschalten, wenn vom Empfänger
Ausschaltinformationen empfangen werden oder wenn die vom Empfänger empfangenen
Meßwerte wieder
im zulässigen
Bereich liegen. Dadurch wird verhindert, daß die Luftaustauschvorrichtung
auch dann weiter in dem Leistungs-Lüftungsbetriebszustand betrieben
wird, wenn die kritischen Grenzwerte für die Kriterien der Atemluftqualität im Gebäudeinneren
wieder unter- bzw. überschritten
werden und die Atemluftqualität
im Gebäudeinneren
wieder genügend
hoch ausgebildet ist.
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Besonders vorteilhaft ist die Luftaustauschvorrichtung
dann ausgebildet, wenn das Umschalten des Fortluft- und des Zuluft-Lüfters von dem Grund- in den
Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
sowie zurück
von dem Leistungs- in den Grund-Lüftungsbetriebszustand synchron
erfolgt.
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Um die Wärme der Abluft aus Energieeffizienzgründen dazu
zu benutzen, die in das Gebäude hineinströmende kalte
Außenluft
aufzuwärmen,
kann ein Wärmetauscher
vorgesehen sein, dessen Erwärmseite
von dem Zuluftstrom und dessen Abkühlseite von dem Abluftstrom
durchströmt
werden. Dieser Wärmetauscher
kann auch dann eingesetzt werden, wenn die Außenluft wärmer als die im Gebäudeinneren
befindliche Luft ist. In diesem Fall bildet die von dem Zuluftstrom
durchströmte
Seite des Wärmetauschers
die Abkühlseite
und die von dem von dem Abluftstrom durchströmte Seite die Erwärmseite.
Der Wärmetauscher,
der Fortluft-Lüfter
sowie der Zuluft-Lüfter
sind vorzugsweise in einem Gehäuse
angeordnet, das insbesondere an einer Gebäudewand befestigt werden kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
eine Entlüftungsvorrichtung
für die
Entlüftung
wenigstens eines Raums eines Gebäudes.
Diese umfaßt
einen elektrischen Fortluft-Lüfter
zur Förderung
eines Abluftstroms aus dem Inneren auf die Außenseite des Gebäudes, wenigstens
ein vor dem Fortluft-Lüfter
angeordnetes Ventil, durch das der Abluftstrom strömt, bevor
er den Fortluft-Lüfter erreicht
und einen Empfänger
zum Empfang von Steuerinformationen, insbesondere von Öffen- und
Schließinformationen und/oder
zum Empfang von Meßwerten
der oben beschriebenen Sensoren. Des weiteren verfügt eine solche
Entlüftungsvorrichtung über eine
Steuerungseinheit, die mit dem Empfänger und mit dem bzw. einem
Ventil oder mit den Ventilen verbunden ist. Diese Steuerungseinheit
kann in Abhängigkeit
von von dem Empfänger
empfangenen Steuerinformationen oder in Abhängigkeit von von dem Empfänger empfangenen
Meßwerten
das bzw. ein Ventil oder die Ventile in wenigstens eine Ventilstellung
schalten.
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Falls die Steuerungseinheit Meßwerte empfängt, werden
in der Steuerungseinheit aus diesen Meßwerten Steuerinformationen
erzeugt, indem die empfangenen Meßwerte mit jeweils vorgegebenen Grenzwerten
verglichen werden.
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Eine solche erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung
kann in Zentralentlüftungsanlagen
integriert werden. Dabei kommen insbesondere Zentralentlüftungsanlagen
mit wohnungsweise veränderlichen
Volumenströmen
in Betracht, bei denen von den Bewohnern einstellbare Ventile mit
verstellbarer Ventilkennlinie in den einzelnen Wohnungen vorgesehen
sind.
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Eine solche Entlüftungsvorrichtung kann eine
Verschlechterung der Luftqualität
im Inneren des Gebäudes
durch eine automatische funkbasierte Ventilsteuerung zuverlässig verhindern.
Dabei können
vorteilhafterweise eine Vielzahl von Parametern, welche die Atemluftqualität beeinflussen,
gleichzeitig erfaßt
und verarbeitet werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform
dieser Entlüftungsvorrichtung
werden das bzw. ein Ventil oder die Ventile durch die Steuerungseinheit
in eine geöffnete
oder halb geöffnete
Ventilstellung geschaltet, entweder wenn von dem Empfänger Öffeninformationen
empfangen werden oder wenn die von dem Empfänger empfangenen Konzentrationswerte
in einem unzulässigen
Bereich liegen. Die Steuerungseinheit schaltet das bzw. ein Ventil
oder die Ventile wieder in eine geschlossene oder halb geschlossene Ventilstellung,
entweder wenn von dem Empfänger Schließinformationen
empfangen werden oder wenn die von dem Empfänger empfangenen Konzentrationswerte
wieder in einem zulässigen
Bereich liegen. Durch diese Ausführungsform
der Er findung wird eine einfache, zuverlässige und energiesparende Entlüftung des
Raums des Gebäudes
gewährleistet.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
ein Entlüftungs-
und/oder ein Luftaustauschsystem für wenigstens einen Raum eines
Gebäudes
mit wenigstens einer vorstehend beschriebenen Sensoreinheit und
mit wenigstens einer vorstehend beschriebenen Entlüftungsvorrichtung
oder mit wenigstens einer vorstehend beschriebenen Luftaustauschvorrichtung.
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Bei einem solchen Entlüftungs-
und/oder ein Luftaustauschsystem kann zwischen dem Sender und dem
Empfänger
eine Funkverbindung bzw. eine Funkstrecke zur Übertragung der Meßwerte des Wohlfühlsensors
bzw. der Wohlfühlsensoren und/oder
oder des Temperatursensors und/oder oder des Luftfeuchtigkeitssensors
aufgebaut und wieder abgebaut werden. Über diese Funkverbindung werden
entweder die bereits von der Sensoreinheit ermittelten Steuerinformationen
oder die von dem genannten Sensor bzw. von den genannten Sensoren ermittelten
Meßwerte
der Steuerungseinheit der Entlüftungs-
oder Luftaustauschvorrichtung zugeführt.
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Ein solches Entlüftungs- und/oder Luftaustauschsystem
hat den Vorteil, daß es
anhand von unterschiedlichen Kriterien, wie insbesondere CO2- oder CO-Konzentration, Temperatur oder
Luftfeuchtigkeit gesteuert werden kann. Die Erfindung erstreckt
sich auch auf Entlüftungs-
und Luftaustauschsysteme, bei denen weitere Kenngrößen der
im Gebäudeinneren
befindlichen Luft erfaßt
und überprüft werden.
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Die Sensoreinheit braucht darüber hinaus nicht
direkt an der Entlüftungs-
oder Luftaustauschvorrichtung angeordnet zu wer den, sondern kann sich
auch in einigem Abstand von ihr befinden. Insbesondere kann solch
eine Sensoreinheit in für
die Atemluftqualität
kritischen Bereichen des Gebäudeinneren
angeordnet werden.
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Die Übertragung der Steuerungsinformationen
oder der Meßwerte
der Sensoren der Sensoreinheit kann energiesparenderweise in bestimmten, durch
einen Benutzer vorgebbaren Zeitintervallen erfolgen oder nur dann
vorgenommen werden, wenn eine relevante Änderung der Meßwerte eintritt,
die jeweils ein Ein- oder Ausschalten des Fortluft-Lüfters oder
der Fortluft-Lüfter
oder ein Öffnen
oder Schließen
des Ventils oder der Ventile nach sich zieht. Dadurch wird ein wirtschaftlicher
Betrieb des erfindungsgemäßen Luftaustauschsystems
mit einer zufriedenstellenden Atemluftqualitätsüberwachung im Gebäudeinneren
gewährleistet.
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Eine Funkstrecke wird dann zwischen
dem Sender und dem Empfänger
nur unmittelbar vor den Übertragungszeitpunkten
aufgebaut und direkt danach wieder abgebaut. Die Funkstrecke kann
dabei unidirektional ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung
kann die Funkstrecke auch bidirektional ausgebildet sein. Dabei
wird von dem Empfänger
eine Rückmeldung
an den Sender ausgesendet, mit welcher der korrekte Empfang der
erhaltenen Steuerungsinformationen oder Meßwerte und/oder die erfolgte
Betriebszustandsänderung
des Fortluft-Lüfters
bestätigt
wird. Erst danach wird die Funkstrecke wieder abgebaut.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen
anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Luftaustauschvorrichtung,
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2 zeigt
eine schematische, perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Plattenwärmetauschers
sowie eine grafische Veranschaulichung der den Plattenwärmetauscher
durchfließenden
Luftströme,
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt einer an einer Außenwand
befestigten Luftaustauschvorrichtung gemäß 1 entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie A-A,
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4 zeigt
eine schematischen Querschnitt der an der Außenwand befestigten Luftaustauschvorrichtung
gemäß 1 entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie
B-B,
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5 zeigt
eine schematische Darstellung eines Wohnhauses sowie eines in dem
Wohnhaus angeordneten Luftaustauschsystems,
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6 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines zweiten Wohnhauses mit vier
darin angeordneten Einzelentlüftungsanlagen
mit gemeinsamer Abluftleitung,
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7 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines dritten Wohnhauses mit einer
darin angeordneten sensorgesteuerten Zentralentlüftungsanlage.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Luftaustauschvorrichtung 1.
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Die Luftaustauschvorrichtung 1 ist
von einem quadratischen Gehäuse 3 umschlossen.
Bei der in 1 gezeigten
Draufsicht ist die Vorderseite des Gehäuses 3 abgenommen.
Das Gehäuse 3 weist
im Ausführungsbeispiel
Kunststoff auf, ist aber auch aus anderen Materialien fertigbar.
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Mittig in dem Gehäuse 3 ist ein quadratischer Plattenwärmetauscher 2 angeordnet,
insbesondere aus gut wärmeleitendem
Metall, wobei in der Draufsicht gemäß 1 nur die oberste Platte des Plattenwärmetauschers 2 sichtbar
ist. Die Seitenlänge
des Plattenwärmetauschers 2 entspricht
knapp der Hälfte der
Seitenlänge
des Gehäuses 3.
Der Plattenwärmetauscher 2 ist
in einem Winkel von 45° bezogen
auf das Gehäuse 3 gedreht
angeordnet.
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Oberhalb der rechten oberen Seite
des Plattenwärmetauschers 2 ist
eine kreisrunde Außenlufteinlaßöffnung 4 in
der Unterseite des Gehäuses 3 vorgesehen.
Um die Außenlufteinlaßöffnung 4 ist eine
auf der Unterseite des Gehäuses 3 aufsetzende, gekrümmte Wand
vorgesehen, die am oberen sowie am unteren Ende der rechten oberen
Seite des Plattenwärmetauschers 2 abschließt.
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Auf der linken oberen Seite des Plattenwärmetauschers 2 ist
eine ähnlich
geformte Wand vorgesehen, die am oberen sowie am unteren Ende der
linken oberen Seite des Plattenwärmetauschers 2 abschließt. In der
hier nicht gezeigten Vorderseite des Gehäuses 3 ist eine Öffnung vorgesehen,
die beim Aufsetzen der Vorderseite auf das Gehäuse 3 innerhalb dieser
Wand angeordnet ist.
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An der rechten unteren Seite des
Plattenwärmetauschers 2 ist
ein Fortluft-Lüftergehäuse 5 mit
einem Fortluft-Radiallüfter 6 sowie
ein zwischen dem Fortluft-Radiallüfter 6 und dem Plattenwärmetauscher 2 angeordneter
Trichter 8 vorgesehen. Der Trichter 8 setzt auf
der gesamten Breite der rechten unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 an
und verjüngt
sich auf einer Strecke etwa einem Achtel der Seitenlänge des
Plattenwärmetauschers 2 um
einen Winkel von 30°.
Auf der gesamten Breite des Auslaßseite des Trichters 8 setzt
der Fortluft-Radiallüfter 6 an,
von dem in der Draufsicht in 1 lediglich
die Verkleidung erkennbar ist. Die Drehachse des Fortluft-Radiallüfters 6 ist
dabei senkrecht auf der Höhe der
Mitte der rechten unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 ausgerichtet.
Der Durchmesser bzw, die Breite des Fortluft-Radiallüfters 6 entspricht
dabei in etwa der Auslaßseite
des Trichters 8. Die Tiefe des Fortluft-Radiallüfters 6 entspricht
ungefähr
der Hälfte seiner
Breite. Der Fortluft-Radiallüfter 6 ist
von einem Fortluft-Lüftergehäuse 5 umschlossen,
das auf seiner Unterseite eine in 1 gestrichelt
dargestellte, rechteckige Fortluftauslaßöffnung 7 aufweist.
Diese Fortluftauslaßöffnung 7 ist
dabei von der Mitte des Fortluft-Radiallüfters 6 ausgehend
etwas nach links unten versetzt angeordnet.
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An der linken unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 setzt
ein von einem dünnwandigen Zuluft-Lüftergehäuse 9 umschlossener
Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 an.
Dabei ist die Drehachse des Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 orthogonal
zu der linken unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 auf
der Höhe
deren Mitte angeordnet. Der Durchmesser bzw. die Breite des Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 entspricht
in etwa der Seitenlänge
des Plattenwärmetauschers 2,
seine Tiefe entspricht ungefähr
der Hälfte
seiner Breite. In dem linken oberen Bereich des Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 ist
eine rechteckige Zulufteinlaßöffnung 11 angeordnet,
durch die mehrere Lüfterschaufeln
des Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 erkennbar
sind. Diese sind im Ausführungsbeispiel
parallel zur Drehachse des Zuluft-Ansaugra diallüfters 10 angeordnet,
können
jedoch auch schräg
zu dieser oder gekrümmt
verlaufen.
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Ein erste Schnittlinie A-A verläuft durch
die linke untere sowie durch die rechte obere Ecke des Gehäuses 3.
Eine weitere Schnittlinie B-B verläuft durch die linke obere sowie
durch die rechte untere Ecke des Gehäuses 3.
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2 zeigt
eine schematische, perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Plattenwärmetauschers 2 sowie
eine grafische Veranschaulichung der den Plattenwärmetauscher 2 durchfließenden Luftströme.
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Der Plattenwärmetauscher 2 umfaßt drei übereinander
angeordnete, quadratische Metallplatten, die in 2 jeweils auf einer Ecke stehend dargestellt
sind. Die untere und die mittlere Platte des Plattenwärmetauschers 2 weisen
auf der linken oberen Seite einen schlitzartigen Warmlufteinlaß 102 und
auf der rechten unteren Seite einen schlitzartigen Kaltluftauslaß 103 auf.
Auf der linken unteren sowie auf der rechten oberen Seite ist die
untere Platte mit der mittleren Platte des Plattenwärmetauschers 2 jeweils
mit einer durchgehenden Wand verbunden. An der rechten oberen Seite
des Plattenwärmetauschers 2 befindet
sich zwischen der mittleren und der oberen Platte ein schlitzartiger
Kaltlufteinlaß 104.
An der linken unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 ist
zwischen der mittleren und der oberen Platte des Plattenwärmetauschers 2 ein
schlitzartiger Warmluftauslaß 105 vorgesehen.
An der linken oberen sowie an der rechten unteren Seite des Plattenwärmetauschers 2 ist
zwischen der mittleren und der oberen Platte jeweils eine Wand vorgesehen.
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Gemäß der Darstellung in 2 fließt ein Abluftstrom 12 in
den Warmlufteinlaß 102 hinein, durchströmt den Plattenwärmetauscher 2 und
tritt auf der gegenüberliegenden
Seite als Fortluftstrom 13 aus dem Kaltluftauslaß 103 aus.
Der dabei von dem Abluftstrom 12 durchflossene Bereich
des Plattenwärmetauschers 2 wird
auch als Abkühlseite
bezeichnet. Ein Außenluftstrom 14 tritt
durch den Kaltlufteinlaß 104 in
den Plattenwärmetauscher 2 ein, durchströmt diesen
und tritt als Zuluftstrom 15 auf der gegenüberliegenden
Seite aus dem Warmluftauslaß 105 aus.
Der dabei von dem Außenluftstrom 14 durchflossenen
Bereich des Plattenwärmetauschers 2 wird
auch Erwärmseite
des Plattenwärmetauschers 2 genannt.
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt einer an einer Außenwand 17 befestigten Luftaustauschvorrichtung 1 entlang
der Schnittlinie A-A. In 3 ist
die Erwärmseite
des Plattenwärmetauschers 2 betrachtet.
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Die Luftaustauschvorrichtung 1 liegt
mit der Rückseite
ihres Gehäuses 3 an
der Vorderseite der Außenwand 17 an
und befindet sich dementsprechend im Gebäudeinneren. Aus der Querschnittsdarstellung
in 3 ist ersichtlich,
daß die
diagonale Höhe
des Luftaustauschsystems 1 in etwa dem Dreifachen seiner
Tiefe entspricht. Dabei gliedert sich das Innere des Gehäuses 3 in
einen zuoberst angeordneten Außenlufteinlaßbereich,
in einen mittig angeordneten Plattenwärmetauscherbereich und in einen
zuunterst angeordneten Zuluftauslaßbereich.
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Die Außenlufteinlaßöffnung 4,
an die sich außenwandseitig
ein waagerechtes Außenluftzufuhrrohr 18 anschließt, ist
in dem Außenlufteinlaßbereich an
der Rückseite
des Gehäuses 3 ausgebildet.
In dem Plattenwärmetauscherbereich
ist der Plattenwärme tauscher 2 angeordnet,
der drei parallele, in der Darstellung gemäß 3 von oben nach unten verlaufende Luftführungen
aufweist. Der hier gezeigte Plattenwärmetauscher 2 entspricht
prinzipiell dem Plattenwärmetauscher 2 aus 2, weist jedoch acht übereinander
angeordnete Platten auf. In dem Zuluftauslaßbereich ist ein Zuluft-Lüfterrad 16 innerhalb
des Zuluft-Lüftergehäuses 9 angeordnet.
Das Zuluft-Lüfterrad 16 ist
dabei horizontal mittig angeordnet. Auf gleicher Höhe mit den
Lüfterschaufeln des
Zuluft-Lüfterrads 16 ist
in der Vorderseite des Gehäuses 3 sowie
in der linken Seite des Zuluft-Lüftergehäuses 9 eine
Zuluftauslaßöffnung 11 vorgesehen,
deren Höhe
der Breite der Lüfterschaufeln
entspricht.
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Das Zuluft-Lüftergehäuse setzt auf dem linken sowie
auf dem rechten Ende der Unterseite des Plattenwärmetauschers 2 an,
verläuft
beidseitig vertikal nach unten und weist unmittelbar vor der Unterseite
des Gehäuses 3 eine
waagerechte Unterseite auf.
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4 zeigt
einen schematischen Querschnitt des an der Außenwand 17 befestigten Luftaustauschsystems 1 entlang
der Schnittlinie B-B. In 4 ist
die Abkühlseite
des Plattenwärmetauschers 2 betrachtet.
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Das Innere des Gehäuses 3 gliedert
sich dabei in einen oberen Ablufteinlaßbereich, in einen mittleren
Plattenwärmetauscherbereich
und in einen unteren Fortluftauslaßbereich. Im Ablufteinlaßbereich ist
auf der Vorderseite des Gehäuses 3 eine
Ablufteinlaßöffnung 19 vorgesehen.
Im Plattenwärmetauscherbereich
ist der Plattenwärmetauscher 2 angeordnet,
der vier parallele, vertikal verlaufende Luftführungen aufweist. Der hier
gezeigte Plattenwärmetauscher 2 entspricht
prinzipiell dem Plattenwärmetauscher 2 aus 2, weist jedoch acht übereinander
angeordnete Platten auf. Der Fortluftauslaßbereich umfaßt einen
hinsichtlich der Bauart, hinsichtlich der Größe und hinsichtlich der Ausrichtung
mit dem in 3 gezeigten
Zuluft-Lüfterrad 16 identisches
Fortluft-Lüfterrad 21.
Das Fortluft-Lüfterrad 21 ist
zentriert innerhalb des Fortluft-Lüftergehäuses 5 angeordnet.
Horizontal auf gleicher Höhe
mit dem Fortluft-Lüfterrad 21 weisen
das Fortluft-Lüftergehäuse 5 auf
der rechten Seite sowie das Gehäuse 3 auf seiner
Rückseite
jeweils eine Fortluftauslaßöffnung 7 auf.
An dieser Fortluftauslaßöffnung 7 setzt
ein Fortluftauslaßrohr 22 an,
das leicht nach rechts unten geneigt verläuft. Mittig auf der Oberseite
des Fortluft-Lüftergehäuses 5 ist
eine Fortluftzuführungsöffnung 20 vorgesehen,
deren Breite ungefähr
einem Drittel der Gesamtbreite des Fortluft-Lüftergehäuses 5 entspricht.
Zwischen dem linken und dem rechten Ende der Unterseite des Plattenwärmetauschers 2 und
der linken und rechten Seite der Oberseite des Fortluft-Lüftergehäuses 5 ist
der Trichter 8 angeordnet.
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Im folgenden wird die Funktionsweise
der Luftaustauschvorrichtung 1 mit Bezug auf die 1 bis 4 näher
erläutert.
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Wie in 2 beschrieben,
besteht zwischen dem Abluftstrom 12 und dem Außenluftstrom 14 ein Temperaturgefälle, das
im Betrieb der Luftaustauschvorrichtung 1 durch den Plattenwärmetauscher 2 reduziert
wird. Dabei wird der Abluftstrom 12 abgekühlt und
der Außenluftstrom 14 erwärmt. Der
Abluftstrom 12 sondert bei der Abkühlung Kondenswasser ab, das
an der Abkühlseite
des Plattenwärmetauschers 2,
insbesondere an dem Kaltluftauslaß 103 auftritt.
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Wie in 1 sowie
in 3 dargestellt, wird durch
den Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 bzw.
durch das Zuluftlüfterrad 16 kalte
Außenluft
angesaugt. Dieser Außenluftstrom 14 tritt
durch das in 3 gezeigte
Außenluftzufuhrrohr 18 in
die Luftaustauschvorrichtung 1 ein. Dann strömt der Außenluftstrom 14 durch
die Luftführungen
des Plattenwärmetauschers 2 und
wird dabei erwärmt.
Anschließend
strömt
die nun als Zuluftstrom 15 bezeichnete, erwärmte Luft durch
die Zuluftauslaßöffnung 11 auf
der Gehäusevorderseite 26 in
das Gebäudeinnere.
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Wie in 1 und
in 4 ersichtlich, saugt der
Fortluft-Radiallüfter 6 bzw.
das Fortluft-Lüfterrad 21 gleichzeitig
dazu warme Abluft aus dem Gebäudeinneren
an. Dieser Abluftstrom 12 fließt in die Luftführungen
des Plattenwärmetauschers 2.
Beim Durchströmen
des Plattenwärmetauschers 2 wird
der Abluftstrom 12 gekühlt.
Der Abluftstrom 12 gelangt danach durch den Trichter 8 und
durch die Fortluftzuführungsöffnung 20 in
das Fortluft-Lüftergehäuse 5. Von
dort aus wird die nun als Fortluftstrom 13 bezeichnete
Luft durch die Fortluftauslaßöffnung 7 aus der
Luftaustauschvorrichtung 1 sowie durch das Fortluftauslaßrohr 22 auf
eine Außenseite
des Gebäudes befördert. Dies
geschieht in Folge der Bewegung des Fortluft-Lüfterrads 21 sowie
in Folge der Druckdifferenz, die zwischen dem Innenraum des Fortluft-Lüfterrads 21 und
dem außerhalb
der Fortluftauslaßöffnung 7 gelegenen
Bereich herrscht.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung eines ersten Wohnhauses 23 sowie
eines in dem ersten Wohnhaus 23 angeordneten Luftaustauschsystems.
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Das Luftaustauschsystem gliedert
sich in eine erste Sensoreinheit 25 sowie in die an der
Innenseite der Außenwand 17 befestigte
Luftaustauschvorrichtung 1, die zusätzlich über eine Steuerungseinheit 33 sowie über einen
ersten Empfänger 34 verfügt.
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Die erste Sensoreinheit 25 umfaßt einen
ersten CO2-Konzentrationssensor 28,
einen ersten CO-Konzentrationssensor 29, einen ersten Temperatursensor 30 und
einen ersten Luftfeuchtigkeitssensor 31. Die Sensoren 28-31 befinden
sich innerhalb eines Sensorgehäuses 26.
Des weiteren verfügt
die erste Sensoreinheit 25 über einen ersten Sender 32, der
so ausgebildet ist, daß er
die Meßwerte
der Sensoren 28-31 über eine Funkstrecke aussenden
kann. Ferner hat die erste Sensoreinheit 25 eine LED 321, die
aufleuchtet, wenn die Meßwerte
der Sensoren 28-31 unzulässige Werte annehmen. Der erste
Sender 32, die Sensoren 28 bis 31 sowie
die LED 321 werden über
einen Stromnetzanschluß 27,
der in 5 mit einer Wandsteckdose 24 des
ersten Wohnhauses 23 verbunden ist, mit Energie versorgt.
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Der erste Empfänger 34 ist zum Empfangen der
von den Sensoren 28-31 gemessenen und von dem
ersten Sender 32 ausgesendeten Meßwerte bestimmt. Die Steuerungseinheit 33 ist
so ausgebildet, daß sie
die vom ersten Empfänger 34 empfangenen Meßwerte verarbeiten
sowie die Luftaustauschvorrichtung 1, insbesondere die
Drehfrequenzen des Fortluft-Radiallüfters 6 und/oder des
Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 steuern
kann.
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Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Steuerung
des Luftaustauschsystems anhand mehrerer Betriebsarten erklärt.
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Bei den nachfolgend erläuterten
Betriebsarten ist ein CO2-Grenz-Konzentrationswert
von 1800 mg/m3 CO2 vorgesehen.
Dies entspricht 1000 ppm bzw. 0,1 Vol.%. Alternative CO2-Grenz-Konzentrationswerte
können
sich in der Größenordnung 700 bis 1500
ppm bewegen. Der CO-Grenz-Konzentrationswert beträgt nachfolgend
0,2 mg/m3, der nicht zu überschreitende Grenz-Temperaturwert 25°C und der
nicht zu überschreitende
relative Grenz-Luftfeuchtigkeitswert 65%. Das Zeitintervall zum
Aufbau der Funkverbindung zwischen dem Sender 32 und dem
Empfänger 34 beträgt 5 Minuten.
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Die einzelnen Grenzwerte, das Zeitintervall zum
Aufbau und zum Abbau der Funkverbindung zwischen dem ersten Sender 32 und
dem ersten Empfänger 34 sowie
die Drehfrequenzen der Lüftungsbetriebszustände können von
einem Benutzer individuell in die Steuerungseinheit 33 eingegeben, insbesondere
einprogrammiert werden.
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Bei der ersten Betriebsart des Luftaustauschsystems
verfügt
die Luftaustauschvorrichtung 1 nur über den Fortluft-Radiallüfter 6 und
nicht über den
Zuluft-Ansaugradiallüfter 10.
Die Luftaustauschvorrichtung 1 kann für die erste Betriebsart des Luftaustauschsystems
auch einfacher als in den 1-4 erläutert aufgebaut sein und braucht
keinen Plattenwärmetauscher 2.
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Bei der ersten Betriebsart ist der
Grund-Lüftungsbetriebszustand
so eingestellt, daß sich
der Fortluft-Radiallüfter 6 mit
einer Drehfrequenz von 1Hz bewegt. Bei dem Leistungs-Lüftungsbetriebszustand nimmt
der Fortluft-Radiallüfter 6 eine
Drehfrequenz von 5Hz an.
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Zu Beginn dieser ersten Betriebsart
befindet sich die Luftaustauschvorrichtung 1 in dem Grund-Lüftungsbetriebszustand.
Nach dem Zeitintervall von 5 Minuten wird eine unidirektionale oder
bidirektionale Funkverbindung zwischen dem ersten Sender 32 und
dem ersten Empfänger 34 aufgebaut. Dann
ermitteln die Sensoren 28-31 ihre jeweiligen Meßwerte,
die dann über
die Funkstrecke übertragen,
von dem ersten Empfänger 34 empfangen
und von der Steuerungseinheit 33 verarbeitet werden. Die
Steuerungseinheit 33 prüft,
ob die Meßwerte
der Sensoren 28-31 die jeweils für sie vorgegebenen Grenzwerte überschreiten.
Im vorliegenden Fall wird durch den ersten CO2-Konzentrationssensor 28 eine CO2–Konzentration
von 1900 mg/m2 festgestellt. Diese gemessene
CO2-Konzentration liegt über dem vorgegebenen CO2-Grenz-Konzentrationswert
von 1800 mg/m3. Dies wird von der Steuerungseinheit 33 festgestellt
und von dem ersten Empfänger 34 an
den ersten Sender 32 zurückgemeldet, woraufhin die LED 321 aufleuchtet.
Die Steuerungseinheit 33 versetzt nun die Luftaustauschvorrichtung 1 und
somit den Fortluft-Radiallüfter 6 in
den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand.
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Nach erfolgter Übertragung der aktuellen Meßwerte von
dem ersten Sender 32 an den ersten Empfänger 34 und nach erfolgter
Rückmeldung über den
ordnungsgemäßen Empfang
der Meßwerte
von dem ersten Empfänger 34 an
den ersten Sender 32 wird die Funkverbindung zwischen dem
ersten Sender 32 und dem ersten Empfänger 34 wieder abgebaut.
Erst nach weiteren 5 Minuten wird diese Funkverbindung wieder aufgebaut,
werden jeweils neue aktuelle Meßwerte
der Sensoren 28-31 an den ersten Empfänger 34 übertragen
und an die Steuerungseinheit 33 zur Verarbeitung weitergeleitet.
Dieser Zyklus wiederholt sich ständig.
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Die LED 321 erlischt erst
dann, und die Luftaustauschvorrichtung 1 bzw. der Fortluft-Radiallüfter 6 wird
von der Steuerungseinheit 33 erst dann wieder in den Grund-Lüftungsbetriebszustand
heruntergeschaltet, wenn durch den ersten CO2-Konzentrationssensor 28 eine
CO2-Konzentration von weniger als 1800 mg/m2
festgestellt wird.
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Analog zu der geschilderten Betriebsart,
bei der ein zu hoher CO2-Konzentrationswert
festgestellt wird, erfolgt ein Umschalten der Luftaustauschvorrichtung 1 bzw.
des Fortluft-Radiallüfters 6 in
den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
auch dann, wenn mindestens ein anderer Sensor der Sensoren 29-31 jeweils
einen unzulässigen
Meßwert
feststellt. Ein Herunterschalten des Fortluft-Radiallüfters 6 in
den Grund-Lüftungsbetriebszustand
erfolgt erst dann, wenn sämtliche
von den Sensoren 28-31 ermittelten Meßwerte jeweils
wieder zulässige
Werte annehmen.
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Bei der vorstehend erläuterten
Betriebsart wird durch den Fortluft-Radiallüfter 6 eine Entlüftung des
Inneren des ersten Wohnhauses 23 erzwungen, wodurch ein
Unterdruck entsteht. Parallel dazu erfolgt eine Belüftung des
Inneren des ersten Wohnhauses 23, indem infolge eines Druckausgleichs
zwischen der Außenseite
und dem Inneren des ersten Wohnhauses 23 ein Zuluftstrom 15 durch
die Erwärmseite
der Luftaustauschvorrichtung 1 in das Innere des ersten
Wohnhauses 23 gelangt, auch wenn kein Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 vorgesehen
ist.
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Bei einer zweiten Betriebsart verfügt die Luftaustauschvorrichtung 1 auch über den
Zuluft-Ansaugradiallüfter 10.
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Bei der zweiten Betriebsart betragen
die Drehfrequenzen des Fortluft-Radiallüfters 6 und des Zuluft-Ansaugradiallüfters 10 im
Grund-Lüftungsbetriebszustand
jeweils 1 Hz, bei dem Leistungs-Lüftungsbetriebszustand betragen
die Drehfrequenzen der beiden Lüfter 6, 10 jeweils
5 Hz.
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Bei der zweiten Betriebsart schaltet
die Steuerungseinheit 33 den Fortluft-Radiallüfter 6 und
den Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 abhängig von
den von den Sensoren 28-31 ermittelten Meßwerten
synchron in den Grund-Lüftungsbetriebszustand
bzw. in den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand.
Falls ein von einem der Sensoren 28-31 ermittelter
Meßwert den
jeweils vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so
werden sowohl der Fortluft-Radiallüfter 6 als
auch der Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 in
den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
versetzt. Erst wenn sämtliche
von den Sensoren 28 bis 31 ermittelten Meßwerte wieder
unter den jeweiligen Grenzwerten liegen, werden die beiden Lüfter 6, 10 wieder
in. den Grund-Lüftungsbetriebszustand
heruntergeschaltet.
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Es ist auch denkbar, Leistungs-Lüftungsbetriebszustände mit
noch größeren Drehfrequenzen vorzusehen,
in welche die Steuerungseinheit 33 den Fortluft-Radiallüfter 6 und/oder
den Zuluft-Ansaugradiallüfter 10 dann
schaltet, wenn mehrere verschiedene von den Sensoren 28 bis 31 ermittelten
Meßwerte über den
jeweiligen Grenzwerten liegen oder wenn die jeweiligen Meßwerte die
Grenzwerte stark überschreiten.
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Bei der dritten Betriebsart sind
für die Grenz-Temperatur
sowie für
die Grenz-Luftfeuchtigkeit untere Grenzwerte vorgesehen. Die Luftaustauschvorrichtung 1 wird
bei dieser dritten Betriebsart dann in den Leistungs-Lüftungsbetriebszustand
ver setzt, wenn die von dem ersten Temperatursensor 30 gemessene
Temperatur und/oder die von dem ersten Luftfeuchtigkeitssensor 31 gemessene
Luftfeuchtigkeit unter den jeweiligen Grenzwert sinkt und erst dann
wieder in den Grund-Lüftungsbetriebszustand zurückgeschaltet,
wenn die erneut gemessene Temperatur bzw. die erneut gemessene Luftfeuchtigkeit wieder über dem
jeweiligen Grenzwert liegen.
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6 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines zweiten Wohnhauses 35 mit
vier in dem zweiten Wohnhaus 35 angeordneten Einzelentlüftungsanlagen
mit gemeinsamer Abluftleitung.
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Das zweite Wohnhaus 35 ist
vierstöckig
ausgebildet und umfaßt
vier übereinanderliegende
Wohnungen 36-39. Senkrecht durch diese Wohnungen 36-39 verläuft eine
erste Abluftleitung 40, die im Kellergeschoß einen
ersten Reinigungsverschluß 41 aufweist
und die an dem Giebeldach des zweiten Wohnhauses 35 aus
diesem austritt. In der ersten Wohnung 36 ist ein erster
Fortluft-Lüfter 47 angeordnet,
der mittels eines Zufuhrrohres mit der ersten Abluftleitung 40 verbunden
ist. In der zweiten Wohnung 37, in der dritten Wohnung 38 und
in der vierten Wohnung 39 sind jeweils ein zweiter Fortluft-Lüfter 50,
ein dritter Fortluft-Lüfter 51 und
ein vierter Fortluft-Lüfter 52 vorgesehen,
die ebenfalls jeweils mittels eines Zufuhrrohres mit der ersten
Abluftleitung 40 verbunden sind.
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Der erste Fortluft-Lüfter 47 verfügt über einen
zweiten Empfänger 48 sowie über einen
in 6 nicht gezeigten
Antriebsmotor mit einer Steuerungseinheit. In dem Zufuhrrohr des
ersten Fortluft-Lüfters 47 ist
eine erste Rückschlagklappe 49 vorgesehen, die
zum Druckausgleich dient. Auch in den Zufuhrrohren der Fortluft-Lüfter 50-52 sind
jeweils solche Rück schlagklappen
vorgesehen. In der ersten Wohnung 36 ist weiterhin eine
zweite Sensoreinheit 42 vorgesehen, die über einen
zweiten Temperatursensor 44, über einen zweiten Luftfeuchtigkeitssensor 45 und über einen
ersten Wohlfühlsensor 46 verfügt, die jeweils
in dem Gehäuse
der zweiten Sensoreinheit 42 angeordnet sind. Der erste
Wohlfühlsensor 46 ist so
ausgebildet, daß er
ein breites Spektrum von Gasen, von Fest- und Schwebstoffen, die
in der Raumluft der ersten Wohnung 36 vorhanden sind, messen und
deren genaue Konzentration bestimmen kann. Die Sensoren 44-46 sind
mit einer in 6 aus Platzgründen nicht
gezeigten Berechnungseinheit verbunden, die aus den von den Sensoren 44-46 gemessenen
Werten jeweils Steuerinformationen für den ersten Fortluft-Lüfter 47 erzeugt,
die über
den zweiten Sender 43 ausgesendet werden.
-
Der erste Fortluft-Lüfter 47 mit
seiner nicht gezeigten Steuerungseinheit und mit seinem zweiten Empfänger 48 bildet
zusammen mit der zweiten Sensoreinheit 42 ein erstes Entlüftungssystem.
Solche Entlüftungssysteme
werden in der Praxis auch als Einzelentlüftungsanlagen bezeichnet. Das
erste Entlüftungssystem
sowie die jeweils aus den Fortluft-Lüftern 50-52 gebildeten
Entlüftungssysteme stellen
Einzelentlüftungsanlagen
mit einer gemeinsamen ersten Abluftleitung 40 dar.
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Die Betriebsarten des ersten Entlüftungssystems
entsprechen den mit Bezug auf die 5 beschriebenen
Betriebsarten des Luftaustauschsystems, gebildet aus der Luftaustauschvorrichtung 1 und
der ersten Sensoreinheit 25. Im Gegensatz zu der in den 1, 3, 4 und 5 gezeigten Luftaustauschvorrichtung 1 ist
bei dem vorliegenden Entlüftungssystem
keine Zuluft-Leitung
vorgesehen.
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In einem weiteren, hier nicht gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind mehrere Fortluft-Lüfter
in einer gleichen Wohnung angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind alle in dieser Wohnung befindlichen Fortluft-Lüfter synchron
durch eine Sensoreinheit steuerbar. Dafür weisen die einzelnen Fortluft-Lüfter entweder jeweils einen
eigenen Empfänger
sowie eine eigene Steuerungseinheit auf oder sie teilen sich einen
Empfänger
und/oder eine Steuerungseinheit.
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7 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines dritten Wohnhauses 53 mit
einer darin angeordneten sensorgesteuerten Zentralentlüftungsanlage.
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Das dritte Wohnhaus 53 entspricht
hinsichtlich des Aufbaus und hinsichtlich seiner zweiten Abluftleitung 58 dem
in 6 gezeigten zweiten
Wohnhaus 35 mit der ersten Abluftleitung 40. Auch
die dritte Sensoreinheit 60 entspricht hinsichtlich ihrer
Komponenten, ihres Aufbaus und ihrer Anordnung der in 6 gezeigten zweiten Sensoreinheit 42. Übereinstimmende
Komponenten werden nicht noch einmal separat erläutert.
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Im Unterschied zu 6 ist in 7 eine Zentralentlüftungsanlage
gezeigt. Dabei ist in 7 im
Dachstuhl des dritten Wohnhauses 53 ein zentraler Fortluft-Lüfter 65 vorgesehen,
der mit einem in 7 nicht
gezeigten Motor mit einer Steuerungseinheit sowie mit einem dritten
Empfänger 66 ausgestattet
ist. Der zentrale Fortluft-Lüfter 65 dient
dabei zur Entlüftung
der Wohnung 54-57. An den Zufuhrrohren der zweiten
Abluftleitung 58 befinden sich keine Fortluft-Lüfter, sondern
Ventile 67, 69-71. Das in der fünften Wohnung 54 angeordnete
erste Ventil 67 ist zusätzlich
mit einem vierten Empfänger 68 ausgestattet.
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Bei einer ersten Variante der in 7 gezeigten Zentralentlüftungsanlage
weisen die Ventile 67, 69, 70 und 71 eine
betrieblich unveränderliche Kennlinie
auf. Das bedeutet, daß keine
individuelle Einstellung der Ventile 67, 69-71 möglich ist.
Bei dieser Variante kann das Volumen des Abluftstroms für die Wohnungen 54-57 nur
gemeinsam über
die Drehfrequenz des zentralen Fortluft-Lüfters 65 geregelt werden.
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Bei dieser Variante erfolgt die Steuerung
des zentralen Fortluft-Lüfters 65 über eine
zwischen dem dritten Sender 61 und dem dritten Empfänger 66 aufbaubare
und wieder abbaubare Funkverbindung.
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Der Aufbau sowie der Abbau dieser
Funkverbindung kann analog der mit Bezug auf die 5 erläuterten
Betriebsarten, also intervallgesteuert erfolgen. Es ist besonders
energiesparend, wenn eine Funkverbindung zwischen dem dritten Sender 61 und
dem dritten Empfänger 66 nur
dann aufgebaut wird, wenn von einem der Sensoren 62-64 ein
jeweils zu hoher oder zu niedriger Wert detektiert wird, um eine
Vergrößerung des
Abluftstroms zu erreichen. Dabei erfolgt die Berechnung in einer
Berechnungseinheit, die in bzw. an der dritten Sensoreinheit vorgesehen
ist. In diesem Fall werden durch den dritten Sender 61 lediglich
Steuerinformationen, also Ein- und Ausschaltinformationen an den
zentralen Fortluft-Lüfter 65 ausgesendet.
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Dabei kann eine Rückmeldung des dritten Empfängers 66 an
den dritten Sender 61 vorgesehen werden, daß die Betriebszustandsänderung
des zentralen Fortluft-Lüfters 65 ordnungsgemäß erfolgt
ist. In diesem Fall ist die Datenverbindung zwischen dem dritten
Sender 61 und dem dritten Empfänger 66 bidirektional ausgebildet.
Die Datenverbindung zwischen dem dritten Sender 61 und
dem dritten Empfänger 66 wird
danach wieder abgebaut und erst dann wieder aufgebaut, wenn sämtliche
von den Sensoren 62-64 gemessenen Werte wieder
in einem zulässigen
Bereich liegen. Dann wird der zentrale Fortluft-Lüfter 65 wieder
in den Grundbetriebszustand zurückgeschaltet
und die Funkverbindung nach einer Rückmeldung des dritten Empfängers 66 an
den dritten Sender 61 über
die ordnungsgemäß erfolgte
Betriebszustandsänderung
wieder abgebaut.
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Bei einer in 7 nicht gezeigten erfindungsgemäßen Weiterentwicklung
dieser ersten Variante der Zentralentlüftungsanlage ist auch in den Wohnungen 55-57 jeweils
eine Sensoreinheit mit einem Sender vorgesehen, mit denen der zentrale Fortluft-Lüfter 65 gesteuert
werden kann.
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Bei einer zweiten Variante der in 7 gezeigten Zentralentlüftungsanlage
sind die Ventile 67, 69-71 verstellbar
ausgebildet, sodaß das
Volumen der Abluftströme
für jede
der Wohnungen 54-57 individuell verstellt werden
kann.
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Der Abluftstrom in der fünften Wohnung 54 kann
demzufolge durch das erste Ventil 67 atemluftqualitätsabhängig eingestellt
werden. Die Steuerung des ersten Ventils 67 erfolgt dabei über eine
zwischen dem dritten Sender 61 und dem vierten Empfänger 68 aufbau-
und wieder abbaubare Funkverbindung. Diese Steuerung kann dabei
auf eine der mit Bezug auf die 5 dargelegten
Betriebsarten erfolgen.
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Zusätzlich zu der individuellen
Steuerung des ersten Ventils 67 kann dabei auch eine Generalsteuerung
des zentralen Fortluft-Lüfters 65 vorgesehen
werden, beispielsweise wenn das erste Ventil 67 maximal
geöffnet
ist und trotzdem noch eine Erhöhung
des Volumens des Abluftstroms in der ersten Wohnung 54 benötigt wird.
In diesem Fall wird sowohl eine Funkverbindung zwischen dem dritten Sender 61 und
dem vierten Empfänger 68,
als auch eine weitere Funkverbindung zwischen dem dritten Sender 61 und
dem dritten Empfänger 66 aufgebaut.
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Bezugszeichenliste
- 1
- Luftaustauschvorrichtung
- 2
- Plattenwärmetauscher
- 3
- Gehäuse
- 4
- Außenlufteinlaßöffnung
- 5
- Fortluft-Lüftergehäuse
- 6
- Fortluftradiallüfter
- 7
- Fortluftauslaßöffnung
- 8
- Trichter
- 9
- Zuluft-Lüftergehäuse
- 10
- Zuluft-Ansaugradiallüfter
- 11
- Zuluftauslaßöffnung
- 12
- Abluftstrom
- 13
- Fortluftstrom
- 14
- Außenluftstrom
- 15
- Zuluftstrom
- 102
- Warmlufteinlaß
- 103
- Kaltluftauslaß
- 104
- Kaltlufteinlaß
- 105
- Warmluftauslaß
- 16
- Zuluft-Lüfterrad
- 17
- Außenwand
- 18
- Außenluftzufuhrrohr
- 19
- Ablufteinlaßöffnung
- 20
- Fortluftzuführungsöffnung
- 21
- Fortluft-Lüfterrad
- 22
- Fortluftauslaßrohr
- 23
- erstes
Wohnhaus
- 24
- Wandsteckdose
- 25
- erste
Sensoreinheit
- 26
- Sensorgehäuse
- 27
- Stromnetzanschluß
- 28
- erster
CO2-Konzentrationssensor
- 29
- erster
CO-Konzentrationssensor
- 30
- erster
Temperatursensor
- 31
- erster
Luftfeuchtigkeitssensor
- 32
- erster
Sender
- 321
- LED
- 33
- Steuerungseinheit
- 34
- erster
Empfänger
- 35
- zweites
Wohnhaus
- 36
- erste
Wohnung
- 37
- zweite
Wohnung
- 38
- dritte
Wohnung
- 39
- vierte
Wohnung
- 40
- erste
Abluftleitung
- 41
- erster
Reinigungsverschluß
- 42
- zweite
Sensoreinheit
- 43
- zweiter
Sender
- 44
- zweiter
Temperatursensor
- 45
- zweiter
Luftfeuchtigkeitssensor
- 46
- erster
Wohlfühlsensor
- 47
- erster
Fortluft-Lüfter
- 48
- zweiter
Empfänger
- 49
- erste
Rückschlagklappe
- 50
- zweiter
Fortluft-Lüfter
- 51
- dritter
Fortluft-Lüfter
- 52
- vierter
Fortluft-Lüfter
- 53
- drittes
Wohnhaus
- 54
- fünfte Wohnung
- 55
- sechste
Wohnung
- 56
- siebte
Wohnung
- 57
- achte
Wohnung
- 58
- zweite
Abluftleitung
- 59
- zweiter
Reinigungsverschluß
- 60
- dritte
Sensoreinheit
- 61
- dritter
Sender
- 62
- dritter
Temperatursensor
- 63
- dritter
Luftfeuchtigkeitssensor
- 64
- zweiter
Wohlfühlsensor
- 65
- zentraler
Fortluft-Lüfter
- 66
- dritter
Empfänger
- 67
- erstes
Ventil
- 68
- vierter
Empfänger
- 69
- zweites
Ventil
- 70
- drittes
Ventil
- 71
- viertes
Ventil