DE3131655A1

DE3131655A1 - Verfahren zur belueftung von gebaeuden und einrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE3131655A1
Application number: DE19813131655
Authority: DE
Inventors: Roland 8634 Rodach Balzer; Slavko M. 8630 Coburg Posavec
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-02-24

Description

Verfa.hr3elü£tuvon Gebäuden und Einrichtung
seiner DurchführuHy Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Belüftung von Gebäuden, insbesondere.von Viehställen, Hallenbädern1 Industriehallen oder. dergl., unter Ausnutzung der in der Gebäudeluft enthaltenen Wärmeenergie, Gegenstand der Erfindung ist auch eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Aufgrund der.fortwährend ansteigenden Energiepreise- ist.
man bestrebt, durch Energiesparmaßnahmen den. Aufwand für.
Gebäudeheizung.und Brauchwassererwärmung so- klein wie möglich zu. halten. Die vorliegende Erfindung geht. von der Sr-.
kenntnis. aus,. daß bei einer Vielzahl von. -Gebäuden, in-denen Abwärme entsteht, diese im Rahmen eines einfachen Belüftungs- und Klimatisierungsverfahrens ausgenutzt werden kann, so daß in vielen Fällen von gesonderten Kesselheiz- und Kälte-Anlagen abgesehen werden kann oder diese zusätzlichen Anlagen als Anlagen wesentlich kleinerer Leistung ausgeführt zu werden brauchen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Belüftung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie eingangs definiert, anzugeben, mit dem ein besonders wirtschaftlicher Betrieb der Belüftung und der.Klimatisierung eines Gebäudes ermöglicht werden.kann. Insbesondere ist dabei gedacht an Viehställe, z. B. für Rindvieh oder Schweine, wo durch die Körperwärme des Viehs erhebliche Wärmemengen in die Stallluft übergehen. Bei Hallenbädern ist die größte Wärmequelle das warme Beckenwasser, wodurch feucht-warme Luft entsteht, und bei Industriehallen ist insbesondere an solche gedacht, wo durch Industrieöfen, durch Schweißen, Schneiden oder andere industrielle oder handwerkliche Bearbeitungsvorgänge Wärmeinengen in die Gebäudeluft übergehen Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und weiterbildend durch diejenigen nach Anspruch 2 gelöst, hinsichtlich der Durchführungs-Einrichtung in der Hauptsache durch die Merkmale nach Anspruch 3 und weiterbildend durch die Merkmale nach den Ansprüchen 4 und 5.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der.3rfindung dargestellt ist, diese noch näher erläutert. Darin zeigt in vereinfachter Darstellung: Fig. 1 im Querschnitt ein Stallgebäude bei dem Verfahren und Einrichtung nach der Erfindung verwirklicht sind; Fig. 2 die.zugehörige Seitendarstellung,z.T. im Schnitt, z.T. in Ansicht.
Das Stallgebäude (Big. 1) besteht aus einem Fundament 1 mit Boden 1.0, den beiden Längswänden 2a, 2b, den beiden Stirnwänden 3a, 3b.mit Stalltoren 3.1 (Fig.. 2).und dem als Ganzes.mit 4 bezeichneten Giebel-Flachdach, dessen beide-Dachhälften 4a-f4b eine Dachneigung von z.B. je 20° aufweisen. Von den aus Hohlblocksteinen gemauerten oder auch in Fertigbauweise erstellten Längswänden 2a, 2b und Stirnwänden 3a, 3b weisenerstere, ggfs. auch letztere, Glasbaustein-Fenster 2o1 auf. Die Dachkonstruktion besffeht aus Sparren (nicht ersichtlich) und Pfetten 4.1, ferner aus der Deckenschalung 4.2 mit Dampfsperre 4.3, den Dämm-Matten 4.4, der Konterlattung 4.5 mit den Dachlatten 4.6 und den Dachpfannen 4.7 (linke Dachhälfte 4a) bzw. alternativ statt der Dachpfannen den Wellplatten 4.8 (rechte Dachhälfte 4b) und der Firstabdeckung 4.9.
Im Firstbereich des Daches 4 ist ein Licht- und Entlüftungsdom auf Domstützen 5.3 angeordnet, mit einem kleinen pultartigen erhöhten Domdach 5.1 mit Wellplattendeckung im Firstbereich und sich daran beidseits anschließendem großflächigerem und niedrigerem.Domdach 5.2, das lichtdurchlässig ist und deshalb z.B. mit Plexiglasplatten gedeckt ist. Unterhalb des lichtdurchlässigen Domdaches 5.2 befinden sich die gleichfalls. lichtdurchlässigen First-Öffnungen 6 mit Dachluken 601, de über Gestänge oder Bowdenzug 6.2 mit Handwellenantrieb 6.3 mehr oder weniger weit geöffnet werden können. Durch die Firstöffnungen 6 kann die verbrauchte Stalluft, die an den primärseitigen Heizflächen F1 des ersten Wärmetauschers Wl.entlanggeströmt ist, nach außen entweichen, und zwar, wie durch Strömungspfeile il in der linken Hälfte der Fig. 1 angedeutet, über obere und untere Domöffnungen 5.4 5.5. Mit Abstand vor den Domöffnungen 5.5 sind vertikaleWindschutz-Platten 5.6 am Dach 4 befestigt.
Zur Zusatzbelüftung des Stalles sind an der Unterseite des Daches 4 Belüftungskästen 7 befestigt, die über ein Schutzgitter 7.1 und einstellbare Belüftungsschlitze 7.2 mit Stellklappen 7.3 die Außenluft in den Stallraum R leiten; die.Einstellung erfolgt wieder über Gestänge bzw.
Bowdenzug 7.4 und Handwellenantrieb 7.5.
In der Zone größter Deckenhöhe 8 (Firstbereich) is,t der im Querschnitt etwa sechseckige Wärmetauscher W1 unterhalb der Decke 4 angeordnet. Er paßt sich so mit seiner Außenkontur der Firstnische an. Er erstreckt sich praktisch über die gesamte Länge des Stallraumes R (vgl.
Fig. 2), mindestens jedoch über den größten Teil der Stall -Länge. Die Gehäusewand w11,zugleich die wärmetauschende Trennfläche zwischen Primärseite (Stallraum R) und Sekundärseite (Außenluft) besteht aus gut wärmeleitendem Metall, im Beispiel Kupfer oder Aluminium. Deckseitig besteht die Gehäusewand des Wärmetauschere WI aus einer Dämmplattenanordrung w12 aus Hart--PVC, kaschiert mit Alu-Folie. Die Außenluft gelangt gemäß Strömungspfeilen f2 über den an einer Stirnseite des'Wärmetauschers W1 angeordneten Ansaugstutzen 9 mit Gebläse 10 in den Innenraum w13 des Wärmetauschers W1, strömt an den Innenflächen des Kupferblechs (sekundErseitige Heizflächen F2) entlang und tritt an der anderen Stirnseite aufgewärmt in die Rohrleitungen 11a, lib über, welche an das Wärmetauscher-Gehäuse angeschlossen- sind. Die Rohrleitungen 11a, 11b sind benachbart zur Stirnwand 3a dem Deckenverlauf entsprechend nach unten geneigt und an den Längswänden senkrecht nach unten verlegt. Sie münden kurz oberhalb des Stallbodens 1.0 in Verteilrohre 12 für warme. Frischluft (Fig. 2) und in Parallelschaltung dazu über den Umweg wärmetauschender Rohre w21 mindestens eines zweiten Wärmetauschers W2.(vorgesehen sind an beiden Stall-Längsseiten je einer). der zur Brauchwassererwärmung dient, in Verteilrohre 13 für kalte Frischluft.
Die sich über den größten Teil der Stallänge erstreckenden Verteilrohre 12, 13.sind mit-über ihre Länge verteilten Ausblasöffnungen 12.1, 13.1 versehen (Fig. 2). Damit ausreichende Mengenströme verteilt werden auch an den stromabwärts gelegenenStellen der Verteilrohre, sind Luftschächte 12.2 mit über. die Schachtlänge verteilten Querverbindungen. 1243 zu den Verteilrohren 12 und 13 zweckmäßig (dargestellt nur für die Verteilrohre 12).
Durch die z.B. durch einen Raumthermostaten steuerbare Stellklappe 14 wird der Anteil f21 der dem 2. Wärmetauscher W2 zugeführten aufgewärmten Frischluft f2 auf Kosten des Anteils £22, der direkt in den Stallraum R geblasen wird, einreguliert. Der 2. Wärmetauscher hat zwei sekundärseitige Anschlüsse w22 und w23 für Leitungen zur Deckung des Warmwasserbedarfs im Viehstall bzw. im Haushalt. Wenn Temperaturen des Brauchwassers über 30 - 350C benötigt werden, so kann z.B. anstelle des direkten Wärmetausches auch der Umweg über eine Wärmepumpe gegangen werden.
Die Wand w11 des Wärmetauschers W1 wird zweckmäßig auf ihrer Innen- und Außenseite mit Rippen, Lamellen o. dgl.
zur Vergrößerung der sekundär- und primärseitigen Heizflächen F2, F1 versehen (nicht dargestellt). Unterhalb des geodätisch am tiefsten liegenden Wandbereiches w 110 ist eine Auffangrinne 15 für Kondenswasser angeordnet, welches sich aus der feuchten Stalluft an den Flächen F1 niederschlägt. Die Auffangrinne 15 ist schwach geneigt verlegt und mündet in ein Abflußrohr 16.
Wie bereits angedeutet4 wird im Betrieb die von außen angesaugte Frischluft f2 an den sekundärseitigen Heizflächen F2 des 1. "First'-Wärmetauschers WI entlang geleitet, dessen primärseitige Heizflächen F1 einer Strömung der warmen Stalluft £1 ausgesetzt werden. Dabei wird die abgekühlte Stalluft £1, ggfs. nach mehrmaliger Naturumlauf-Zirkulation im Stallraum R, durch die im.
Durch-laßquerschnitt einstellbaren Abluftöffnungen 6.1 nach außen geleitet1 Abhängig von der Außentemperatur wird nun ein zwischen 0 und 100 ffi liegender Anteil £21 der im 1. Wärmetauscher W1 aufgewärmten Frischluft £2 durch den 2. Wärmetauscher W2 zur Erzeugung des warmen Brauchwassers geführt und der restliche, zwischen 100 und 0 ß liegende Anteil £22 der aufgewärmten Frischluft £2 zusammen mit dem den 2. Wärmetauscher W2 verlassenden abgekühlten Anteil f3 der Frischluft dem Stallinneren R in dessen unteren Bereich zugeführte Dabei umfaßt der Betrieb des 2. Wärmetauschers W2 außer dem Mischbetrieb die beiden Grenzzustände a) des reinen Sommerbetriebs4 bei dem die gesamte aufgewärmte Frischluft £2 durch den 2. Wärmetauscher geleitet wird, und b) des reinen Winterbetriebs, bei dem die gesamte aufgewärmte Frischluft £2 direkt in das Stallinnere R geleitet wird. Fur dieses Betriebsverfahren ist es besonders vorteilhaft, wenn, wie dargestellt, die Stalluft £1 unterhalb der aufsteigend verlaufenden Deckenflächen 4.0 zu den im Bereich der höchsten Deckenhöhe liegenden Aufwärmzonen (Heizflächen F1) des 1. Wärmetauschers Wi geführt und nach Abkühlung unterhalb der geneigten Deckenflächen 4.0 durch die Abluftöffnungen 6,1 im Firstbereich oder seitlich davon nach außen geleitet wird.
Zur weiteren Vergrößerung der wärmetauschenden Flächen könnten anstelle der Rippenwände des kastenförmigen 1. Wärmetauschers W1 auch wärmetauschende Rohre aus Edelstahl, Glas oder Spezialplastik verwendet werden zwischen denen die Stalluft £1 im Kreuzstrom-Wärmetausch zu Abluftöffnungen im Bereich des Firstes strömen würde und in deren Inneren die Frischluft über eine entsprechende Eintrittskammer hineingedrückt würde. Zum Ubertritt in die Rohrleitungen Ila, lib wäre eine entsprechende Austrittskammer erforderlich. Bei dieser Bauform entfiele die wärmetauschende Punktion der Wand wil; die Wand wäre als Luftleitvorrichtung auszubilden und brauchte deshalb nicht aus Kupfer zu bestehen.
2 Figuren 5 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Belüftung von Gebäuden insbes. von.

Viehställen, Hallenbädern, Industriehallen od. dergl., unter Ausnutzung der in der Gebäudeluft enthaltenen Wärmeenergie, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die folgenden Maßnahmen: 1.0 Die von außen angesaugte ?rischluft(f2)wird an den sekundärseitigen Heizflächen(Feines ersten Wärmetauschers (W1) entlanggeleitet, dessen primärseitige Heizflächen (F1) einer Strömung der warmen Gebäudeluft (fl) ausgesetzt werden; 1.1 dabei wird die abgekühlte Gebäudeluft, gegebenenfalls nach mehrmaliger Naturumlauf-Zirkulation im Gebäudeinneren (R), durch im Durchlaßquerschnitt einstellbare Abluftöffnungen (6.1) nach außen geleitet; 2.0 abhängig von der Außentemperatur wird ein zwischen 0 und 100 % liegender Anteil (£21) der im ersten Wärmetauscher (W1) aufgewärmten Rrischluft (£2) durch einen zweiten Wärmetauscher (W2) zur Erzeugung von Brauchwasser geführt und der restliche zwischen 100 und 0 % liegende Anteil (£22) der aufgewärmten Frischluft (f2) zusammen mit dem den zweiten Wärmetauscher (W2) verlassenden abgekühlten Anteil (£3) der Frischluft dem Gebäudeinneren (R) in dessen unteren Bereich zugeführt; 2.1 dabei umfaßt der Betrieb des zweiten Wärmetauschers (W2) außer dem Mischbetrieb die beiden Grenzzustände: 2.11 des reinen Sommerbetriebs, bei dem die gesamte aufgewärmte Frischluft (£2) durch den zweiten Wärmetauscher (W2) geleitet wird, und 2.12 des reinen Winterbetriebs, bei dem die gesamte aufgewärmte Frischluft (£2) direkt in das Gebäudeinnere (R) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gebäudeluft (£1) unterhalb.von aufsteigend verlaufenden Gebäudedeckenflächen(4.0) zu im Bereich der höchsten Deckenhöhe liegenden Aufwärmzonen des ersten Wärmetauschers (W7) geführt und nach Abkühlung unterhalb der geneigten Deckenflächen (4.0) durch Abluftöffnungen (6.1) im Firstbereich oder seitlich davon nach außen geleitet wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem geneigte Deckenflächen und demgemäß im Inneren eine sich in Gebäudelängsrichtung erstreckende Zone größter Deckenhöhe aufweisenden.

Gebäude, d a d u r c h g e ,k e n n z e i c h n e t , daß der erste Wärmetauscher (W1) innerhalb der Zone größter Deckenhöhe angeordnetist und sich mindestens über den größten Teil der Länge des Gebäuderaumes (R) erstreckt und daß an mindestens einer Stirnseite des Wärmetauscher-Gehäuses (wie) ein FrischluftcAnsaugstutzen (9) mit Gebläse (10) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an der anderen Stirnseite des Gehäuses des ersten Wärmetauschers (W1) mindestens eine Rohrleitung (via, lib) fur die aufgewärmte Frischluft (£2) angeschlossen ist, welche an der zugehörigen Stirnwand (3a, 3b) des Gebäudes abwärts zu wenigstens einem zweiten Wärmetauscher (W2) und zu Luft-Verteilrohren (12, 13) verlegt ist, welche sich in Stall-Längsrichtung bzw. Gebäudelängsrichtung erstrekken und aus mindestens einem parallel zum zweiten Wärmetauscher (W2) geschalteten Verteilrohr (12) für warme Frischluft (£22) und einem in Reihe zum zweiten Wärmetauscher (W2) geschalteten Verteilrohr (13) für kalte Frischluft (£3) bestehen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verteilrohre (12, 13) mit über ihre Länge verteilten Ausblasöffnungen (12.1, 13.1) versehen sind.