DE3808890A1

DE3808890A1 - Verfahren zum belueften eines raums

Info

Publication number: DE3808890A1
Application number: DE3808890A
Authority: DE
Inventors: Ewald Hennel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Belüften eines Raums, mit dem erwärmte Luft mittels mindestens eines Ventilators durch mindestens eine Öffnung in den Raum eingeblasen wird.

Zu belüftende "Räume" sind beispielsweise Räume in Hotels und Bürogebäuden, Großraumbüros oder auch Badeanstalten und Waschkauen. Zur Einstellung einer gewünschten Temperatur wird den Räumen mittels eines Ventilators erwärmte Luft zugeführt, deren Temperatur durch Eingriff in ein Heizregister oder eine andere Heizeinrichtung geregelt wird. Dazu können in den zu belüftenden Räumen Temperaturfühler angeordnet sein. Insbesondere bei Klimaanlagen wird der Luftstrom aber zentral gesteuert. In die Räume dringt daher während der Belüftung dauernd ein volumenmäßig gleich bleibender Luftstrom ein, der von den im Raum befindlichen Personen oft als störender Luftzug empfunden wird. Das gilt insbesondere, wenn der Luftstrom beim Regelvorgang zum Aufheizen des Raums sehr warm oder zum Abkühlen sehr kalt wird. Dabei sind außerdem relativ große Temperaturschwankungen meist nicht zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieser Belüftungsart von Räumen besteht darin, daß der Ventilator dauernd mit voller Leistung betrieben wird, da die Temperaturregelung nur über die Beheizung der Luft erfolgt. Das bedeutet nicht nur einen erheblichen Energieaufwand, sondern oft auch eine starke Geräuschbelästigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Belüften von Räumen anzugeben, mit dem die Temperatur in den Räumen bei vermindertem Energieaufwand mit großer Genauigkeit bei vorgegebenen Werten gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

- daß die Luft durch mindestens eine Auslaßklappe wieder herausgelassen wird,
- daß in einem mit der Öffnung verbundenen Zuluftkanal und in einem an die Auslaßklappe angeschlossenen Abluftkanal jeweils eine eine elektrische Ausgangsgröße liefernde Strömungssonde angeordnet wird,
- daß im Abluftkanal außerdem ein eine elektrische Ausgangsgröße liefernder Temperaturfühler angebracht wird,
- daß die Ausgangsgrößen von Strömungssonden und Temperaturfühler einem Regler zugeführt werden, dem als Sollwert die für den zu belüftenden Raum gewünschte Temperatur aufgegeben ist und
- daß bei einer Abweichung der Temperatur im Raum von dem Sollwert die Drehzahl des Ventilators durch den Regler im Ausgleichssinne verändert wird.

Mit diesem Verfahren wird durch Regelung der Drehzahl des Ventilators eine sich ändernde Menge an gleichbleibend erwärmter Luft in einen zu belüftenden Raum eingeblasen. Die in den Raum eintretende Luft wird dabei immer auf die gleiche Temperatur erwärmt, so daß in die Heizeinrichtung nicht eingegriffen werden muß. Die Temperatur in dem Raum wird nur durch volumenmäßig unterschiedliche Luftströme konstant gehalten, wobei der in den Raum eintretende Volumenstrom mit dem durch die Auslaßklappe aus demselben herausgelassene Volumenstrom abgestimmt wird. Über lange Zeiträume kann der Ventilator auf diese Weise mit verminderter Drehzahl bzw. Leistung betrieben werden, was eine wesentliche Energieeinsparung bedeutet. Die Regelung der Temperatur arbeitet direkt - also schnell -, da die Temperatur im Abluftstrom gemessen und unmittelbar zu einer Veränderung des Volumens der zugeführten erwärmten Luft verwendet wird. Wesentliche Temperaturschwankungen innerhalb des Raumes sind dadurch vermieden. Hinzu kommt daß bei verminderter Drehzahl des Ventilators und entsprechend vermindertem Luftvolumen kein störender Luftzug mehr vorhanden ist. Auch der Pegel des durch die in den Raum eingeblasene Luft erzeugten Geräuschs wird niedriger.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein mit dem Verfahren betriebenes Belüftungssystem,

Fig. 2 eine zugehörige Schaltung in Blockform,

Fig. 3 Kennlinien eines Ventilators.

In einem in Fig. 1 nur grundsätzlich angedeuteten Raum 1 wird mittels eines Ventilators 2 erwärmte Luft durch eine Öffnung 3 eingeblasen, die in einer Heizeinrichtung 4 erwärmt wurde. Die Heizeinrichtung 4 ist vorzugsweise in einem an die Öffnung 3 angeschlossenen Zuluftkanal 5 angeordnet. Über eine Auslaßklappe 6, an die ein Abluftkanal 7 angeschlossen ist, wird die Luft aus dem Raum 1 herausgelassen. Im Abluftkanal 7 kann ein Ventilator 8 angeordnet sein, der die Luft aus dem Raum 1 heraussaugt.

Die lichten Querschnitte der Öffnung 3 und der Auslaßklappe 6 können veränderbar sein. Für die Veränderung dieser lichten Querschnitte können beispielsweise Elektromotoren verwendet werden, die von Strömungssonden gesteuert werden, welche im Zuluftkanal 5 und im Abluftkanal 7 angeordnet werden. Die Strömungssonden erfassen den jeweiligen Volumenstrom. Sie geben eine elektrische Ausgangsgröße ab.

Die aus dem Raum 1 kommende, noch warme Abluft kann über einen Wärmetauscher 9 geleitet werden, von dem erwärmte Frischluft über einen Kanal 10 zum Ventilator 2 geleitet wird. Die insgesamt aufzuwendende Energie für den Betrieb des Ventilators 2 und die Heizeinrichtung 4 kann dadurch vermindert werden.

Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades des Verfahrens kann die Drehzahl der Ventilatoren 2 und 8 in Abhängigkeit vom jeweils zugehörigen Volumenstrom geregelt werden. Dazu wird im Abluftkanal 7 ein Temperaturfühler 11 angeordnet, der ebenso wie die im Zuluftkanal 5 und im Abluftkanal 7 vorhandenen Strömungssonden 12 eine elektrische Ausgangsgröße liefert, die auf einen Regler 13 gegeben werden. In Fig. 2 ist jeweils nur ein Gerät 11 bzw. 12 dargestellt. Der Regler 13 ist vorzugsweise mit einem Mikroprozessor ausgerüstet. Als Sollwert ist dem Regler die Temperatur aufgegeben, die im zu belüftenden Raum 1 herrschen soll. An den Regler 13 sind die Ventilatoren 2 und 8 und die Elektromotoren angeschlossen, durch welche der lichte Querschnitt der Öffnung 3 bzw. der Auslaßklappe 6 verstellbar ist. In Fig. 4 ist stellvertretend nur ein Elektromotor 14 eingezeichnet. Falls der zu belüftende Raum 1 eine Badeanstalt oder eine Waschkaue ist, kann im Abluftkanal 7 zusätzlich noch ein Feuchtigkeitsmesser 15 angebracht werden, dessen elektrische Ausgangsgröße ebenfalls dem Regler 13 zugeführt wird. Dem Regler 13 ist dann als Sollwert auch die Luftfeuchtigkeit aufgegeben, die im Raum 1 herrschen soll. Die weiteren Ausführungen gelten für den Fall, daß auch ein Feuchtigkeitsmesser vorhanden ist.

Nach Maßgabe der vom Temperaturfühler 11 und vom Feuchtigkeitsmesser 15 gelieferten Istwerte wird vom Regler 13 die Drehzahl und damit die Leistung der Ventilatoren 2 und 8 geregelt. In Fig. 3 ist für einen Ventilator die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) mit entsprechender Leistung über der Strömungsgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde (m/sec) aufgetragen. Die Regelung erfolgt vorzugsweise entlang einer im Regler 13 gespeicherten Kennlinie R der Ventilatoren, die gemäß Fig. 3 an jeder Stelle zwischen 0 und 100% Ventilatorleistung über der eingeprägten Kennlinie V der Ventilatoren liegt. Bei Veränderung der Ventilatorleistungen mit entsprechender Veränderung der Volumenströme an zugeführter und abgeführter Luft durch einen Regelvorgang werden vom Regler 13 automatisch die lichten Querschnitte der Öffnung 3 bzw. der Auslaßklappe 6 angepaßt.

Durch die Regelung der Ventilatoren 2 und 8 nach der aus Fig. 3 ersichtlichen Kennlinie R wird die Temperatur im Raum 1 auf einfache Weise ohne wesentliche Schwankungen konstant gehalten. Es wird dabei insbesondere nicht in die Heizeinrichtung 4 eingegriffen, die vielmehr mit gleichbleibender Temperatur betrieben wird. Die Temperaturregelung erfolgt nur über eine mehr oder weniger große Luftströmung durch Regelung der Drehzahl der Ventilatoren 2 und 8. Durch die dem Regler 13 aufgegebene Kennlinie R werden die Ventilatoren 2 und 8 bei jedem Strömungswert mit einer höheren Drehzahl betrieben als dies nach der eingeprägten Kennlinie V der Fall wäre.

Der Ventilator 2 erzeugt daher stets einen etwas zu hohen Luftstrom und damit ein Überangebot, so daß die Temperatur im Raum 1 nicht unter den vorgegebenen Sollwert absinkt, dieselbe aber auch nicht wesentlich überschreiten kann. Der Ventilator 8 wird synchron zum Ventilator 2 geregelt. Schwankungen der Ventilatordrehzahl, wie sie bei üblichen Vorgängen mit Betrieb der Ventilatoren 2 und 8 nach der Kennlinie V nicht zu vermeiden sind, werden auf diese Weise umgangen. Das Überangebot des Ventilators 2 nach Kennlinie R macht sich auch dann vorteilhaft bemerkbar, wenn durch irgendwelche Ereignisse größere Temperaturschwankungen im Raum 1 auftreten. Die Ventilatoren 2 und 8 können daher nahezu ständig mit verminderter Drehzahl bzw. Leistung betrieben werden.

Die Kennlinie R verläuft vorzugsweise etwas gebogen, so daß sie im mittleren Bereich bei etwa 50% bis 70% Leistung der Ventilatoren den größten Abstand von der Kennlinie V hat. In diesem Bereich werden die Ventilatoren 2 und 8 überwiegend betrieben.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur eine Öffnung 3 und nur eine Auslaßklappe 6 dargestellt.

Selbstverständlich können auch zwei oder mehr Öffnungen bzw. Auslaßklappen vorhanden sein, an die die jeweiligen Kanäle angeschlossen sind.

Claims

1. Verfahren zum Belüften eines Raums, mit dem erwärmte Luft mittels mindestens eines Ventilators durch mindestens eine Öffnung in den Raum eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Luft durch mindestens eine Auslaßklappe (6) wieder herausgelassen wird,
- daß in einem mit der Öffnung (3) verbundenen Zuluftkanal (5) und in einem an die Auslaßklappe (6) angeschlossenen Abluftkanal (7) jeweils eine eine elektrische Ausgangsgröße liefernde Strömungssonde (11) angeordnet wird,
- daß im Abluftkanal (6) außerdem ein eine elektrische Ausgangsgröße liefernder Temperaturfühler (12) angebracht wird,
- daß die Ausgangsgrößen von Strömungssonden (11) und Temperaturfühler (12) einem Regler (13) zugeführt werden, dem als Sollwert die für den zu belüftenden Raum (1) gewünschte Temperatur aufgegeben ist und
- daß bei einer Abweichung der Temperatur im Raum (1) von dem Sollwert die Drehzahl des Ventilators (2) durch den Regler (13) im Ausgleichssinne verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Ventilators (2) auf einer Kennlinie (R) geregelt wird, die an jeder Stelle zwischen 0 und 100% Leistung des Ventilators (2) über dessen eingeprägter Kennlinie (V) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Querschnitte der Öffnung (3) und der Auslaßklappe (6) des Raums (1) in Abhängigkeit von der im Zuluftkanal (5) und im Abluftkanal (7) herrschenden Strömungsgeschwindigkeit geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Abluftkanal (6) zusätzlich ein eine elektrische Ausgangsgröße liefernder Feuchtigkeitsmesser (15) angeordnet wird, dessen Ausgangsgröße ebenfalls dem Regler (13) zugeführt wird, dem die für den Raum (1) vorgesehene Luftfeuchtigkeit als Sollwert aufgegeben ist.