DE3923039A1 - Automatisierbare be- und entlueftung von raeumen, stationaeren behaeltern und dergleichen, wobei wahlweise eine trocknung und/oder verbesserung der entnommenen luft moeglich wird - Google Patents

Description

Die Anzahl der Publikationen zum Thema Luft zeigt vielfältige Bemühungen aber auch viele bisher unlösbar scheinende Probleme. Während das Fenster anfangs der Versorgung der Räume mit Helligkeit diente wurde es bald be­ weglich montiert und diente nachfolgend zusammen mit Türen und anderen verschließbaren Öffnungen Lüftungszwecken.

Bemühungen um Energieeinsparung zur Wärmeschutzverordnung I vom 11. 08. 1977 und bescherten uns Fugendurchlaßkoeffizienten außenliegender Fenster und Fenstertüren, die obwohl bereits karg bemessen durch moderne Fertigungsmethoden noch unterboten werden konnten und wurden.

Eine vergleichende Studie der Gretsch-Unitas-Dokumentation der Inhalte der Seminare 1981 (Seite 61 und 63) weist aus, daß verglichen zu den Fenster­ typen der 50er Jahre der infolge Selbstentlüftung durch undichte Fenster zu veranschlagende Luftdurchsatz von 66 m³/h auf 5,0 m³/h allein infolge des Einbaus neuer Fenster gesenkt wurde.

Die Lebensdauer von Fenstern ist häufig niedriger zu veranschlagen als bei­ spielsweise die des Mauerwerks, an welches in der Vergangenheit geringere Ansprüche bezogen auf die Wärmedämmung gestellt wurden. Der Einbau neuer Fenster in solche Bausubstanz erfordert und erforderte eigentlich eine planerische Neuorientierung bezogen auf die Be- und Entlüftung, denn tat­ sächlich führt eine manuell geregelte Betätigung der Fenster und Türen nicht nur zu einer Über- oder Unterbelüftung sondern unter den Fachleuten zu Streitigkeiten, der Verbraucher ist verunsichert.

Wenn nachträglich Isoliermaterial auf der Gebäudeinnenseite angebracht wird führt dies nicht nur zu einer Verlagerung der Kondensationsflächen in den Zwischenraum von Wänden, in Hohlschichten sondern auch zu "Nachahm-Effekten", auch Neubauten werden solcherart "nachgerüstet", worauf die in Hohlräumen installierten Isolierstoffe infolge Wassereinwirkung Schaden nehmen können.

All diese Wirkungen führten dazu, daß jetzt wieder Fenster- und Türen mit größeren Fugendurchlaßkoeffizienten angeboten werden - es wurden lediglich einige Dichtungsgummis entfernt, der ursprüngliche Zustand schien wieder hergestellt und Kulturpessimisten reden seither von "Fehlentscheidungen". Unbemerkt von vielen aber ist mittlerweile ein früher sicher nicht erkenn­ barer Umstand eingetreten: Durch veränderte Lebensgewohnheiten tragen wir alle zu einer andauernden Belastung der Luft mit Schadstoffen bei, nicht selten kommt den "dichtschließenden" Fenstern und Türen bereits eine Schutzfunktion zu.

Zwangsentlüftungen sind nicht regelbar, zeigen aber gerade in den Winter­ monaten eine nicht zu unterschätzende, leicht aber auch negative Auswirkung, sie tragen ansonsten schwere Schadstoffe in die Wohn- und Aufenthaltsräume wo sie durch Temperaturabsenkungen, Verringerungen der Strömungsgeschwindig­ keiten und ähnliches verweilen und verbleiben.

Bei dicht schließenden Fenstern etc. aber kommt es zu Feuchtigkeitsschäden, weil beispielsweise jeder Bewohner etwa 60 g/h allein an Wasser abatmet, daneben beispielsweise CO₂ welches mit hoher Wahrscheinlichkeit in immer stärker werdenden Konzentrationen der normalen Umgebungsluft anhaftet. Vornehm­ lich in Ballungsgebieten ist die Qualität der Umgebungsluft derart bedenk­ lich, daß daraus ableitend zunächst Umluftsysteme mit geringeren Ansprüchen, mittlerweile immer raffinierter und ausgewogener angeboten werden.

Auch mit der nachfolgend beschriebenen Lösung soll ein Umluftsystem vorge­ stellt werden, welches durch individuell einstellbare Luftströmungen bei­ spielsweise baugeometrisch kritischen Punkten wie Gebäudeecken Rechnung trägt, welches beispielsweise auch eine Zirkulation und Luftbewegung zwischen Wänden und Möbeln ermöglicht und welches nachträglich auch in Altbauten installiert werden kann.

Viele mechanische Systeme bedienen sich bereits einer Zentraleinheit, welche die Gesamtumwälzung sicherstellt. Solche Zentraleinheiten können bereits mechanisch und/oder natürlichen Gegebenheiten unterliegend den Exergieauf­ wand minimieren, nicht wenige wurden bereits mit Wärmetauschersystemen ge­ koppelt und viele sind bereits imstande, über Filter oder Ionisationsein­ richtungen Schadstoffe zu binden oder zu beseitigen, solche Systeme erfordern aber einen gewissen Wartungsaufwand, anderenfalls können Filter leicht eine gegenteilige Wirkung herbeiführen; gleich einer verschmutzten Fußmatte führen zunehmende Schmutzkonzentrationen dazu, daß jeder Passant etwas Schmutz aufnimmt und in die dahinterliegenden Gebäudeteile schleppt, vergleichbar kann es zu einer Verteilung von Schadstoffen kommen.

Einer Nachkontrolle vergleichbar aber bislang mit unvertretbar erscheinen­ dem Aufwand könnte man die Luft fraktionierend diese in ihre Bestandteile zerlegen, alle Schadstoffe (selbst atomar, biologisch oder chemisch) iso­ lieren und eine unbedenkliche Baustoffe enthaltende Luft als Zuluft, wahl­ weise getrocknet oder befeuchtet, auf eine Wunschtemperatur eingestellt in die Räume zurückgeben.

Dies schien bislang aus Kostengründen nicht machbar, ist aber nach einer Variante der "Stromerzeugung und Speicherung mit Supraleitern in der Frost­ abteufe", Akz P 98 36 691.6 (noch nicht offen gelegt) des Anr 32 02 356 Altenburg, Bern, 2224 Buchholz, DE anders zu sehen. Er schlägt vor in Regallagern auch beispielsweise für Kraftfahrzeuge mittels pneumatischer Energie (als kine­ tische Wärmeenergie auch mitverantwortlich für Be- und Entlüftungsprobleme) zu betreiben. Dabei werden Pneumatikzylinder vergleichbar Stirling-Motoren eingesetzt, Wärmetauscherflächen werden in einer erwähnten Niederdruckfrak­ tionierung bei Drücken um 6 bar erschlossen.

Vor Beginn der Niederdruckfraktionierung wird die Gesamtluft in einer Frost­ wand durch dort gelagerten flüssigen oder festen Stickstoff auf die Konden­ sationstemperatur von N₂ und O₂ herabgekühlt, danach wird die Temperatur durch nachfolgend zu Kühlzwecken invers vorbei geleiteter Luft und durch geeignete Mechanismen so angehoben, daß jeweils bei "Siedetemperaturen" Edelgase wie auch alle anderen festen oder flüssigen Bestandteile auf Wunsch isoliert werden können.

Wahlweise können die gasförmigen Bestandteile aber auch beispielsweise Was­ ser (vergleichbar destilliertem Wasser) wieder in den Be- und Entlüftungs- Kreisprozeß eingespeist, aufs neue "verschmutzt" werden.

Die erwähnte Frostwand wird kostengünstig installiert um eine Bauausführung (Kellerbau) in schwierigen Bodenverhältnissen anstelle von Betonpfahlgründun­ gen zu ermöglichen, solche Keller sind überbaubar, höhere Baukosten werden kompensiert, weil durch das "Regallager" bedingt Rangier- und Verkehrsflä­ chen entfallen und auch aus anderen Gründen eine etwa 4fach höhere Stell­ dichte erreicht wird.

Auch die "Entsorgung" der Schadstoffe ist hauptsächlich vor dem Hintergrund, daß sie bei Umgebungstemperatur "gasförmig" auftreten leichter möglich; bei annähernd absoluten Temperaturen unterhalb von 30 K werden größtmögliche Dichten bei geringsten Voluminas mit niedrigsten Drücken, häufig einem "Fast Vakuum" (N₂ beispielsweise bei 30 K mit 10^-3 bar) lagerbar. Darauf basierend wird in der erwähnten Erfindung auch die Speicherung von sonst nicht benötigten Energien mittels Stickstoff (und darin enthaltenem Helium möglicherweise) vorgeschlagen, da Stickstoff außerordentlich schnell herangeführte Wärme binden kann, sich dabei selbst erwärmt, infolge dessen auch blitzschnell ausdehnen und beispielsweise zur Stromerzeugung auf eine Turbine oder andere Vorrichtungen einwirken kann.

Die dabei auftretende Erwärmung läßt sich nicht nur im Regallager sondern auch in den nachfolgenden Be- und Entlüftungsprozessen gezielt einsetzen, die dort wahlweise gekühlte oder erwärmte Luft kann wiederum in ergänzenden Prozessen "Arbeiten" verrichten, mit einer solchen Vorrichtung könnten ggf. sogar Einnahmen durch die Anwender erzielt werden. Die Wohn- und Aufenthaltsräume wären quasi in "Schutzraumfunktion", vornehmlich durch möglichst dicht schließende Fenster und Türen nutzbar, der Schutz würde sich sowohl auf die Bewohner als auch auf die Bausubstanz beziehen.

Zusammenfassung

Vorrichtung zur automatisierbaren Be- und Entlüftung von Räumen, stationären Behältern und dergleichen, wobei wahlweise eine Trocknung und/oder Verbesserung der entnommenen Luft möglich wird.

Luft wird qualitativ und quantitativ fortlaufend überwacht, durch variable Öffnungen die miteinander korrespondieren angesaugt oder ausgestoßen und je nachdem ob eine Anreicherung oder Befreiung mit notwendigen oder von störenden Bestandteilen erfolgen soll idealen Kreisprozessen vorzugsweise in vorhandenen oder ergänzenden Lösungen zugeführt.

Dabei können Grenzwerte vorgegeben werden, die den jeweiligen Erkenntnissen angepaßt den größtmöglichen Schutz der Nutznießer und der Bausubstanz sicherstellt und gleichzeitig die Einhaltung der "Behaglichkeitsgrenze" bei geringstmöglichem Einsatz von Exergie ermöglicht.

Claims (3)

1. Automatisierbare Be- und Entlüftung von Räumen, stationären Behältern und dergleichen, wobei wahlweise eine Trocknung und/oder Verbesserung der entnommenen Luft möglich wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Luft fortlaufend qualitativ und quantitativ überwacht wird, durch variable Öff­ nungen die miteinander korrespondieren ausgestoßen oder angesaugt wird und je nachdem ob eine Anreicherung oder Befreiung mit notwendigen oder von störenden Substanzen erfolgen soll idealen Kreisprozessen vorzugs­ weise in vorhandenen oder ergänzenden Lösungen zuführt.

2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzung, Anreicherung oder Befreiung einzelner Bestandteile natürliche oder mechanische Ein­ flüsse erschließend eine Be- oder Entlüftung und/oder eine Trocknung bzw. Befeuchtung und/oder eine Klimatisierung oder Beheizung einzeln oder ergänzend je nach gegebener Anforderung ermöglicht wobei der Einsatz an Exergie gering gehalten werden kann.

3. Anspruch nach 1 und/oder 2, wobei durch ergänzende Lösungen der me­ chanische Anteil auch mit anderen als mit elektischen Endenergien be­ trieben wie auch der thermische Anteil vergleichbar einem "Wärmetransfor­ mator" in anderen Lösungen nutzbar gemacht werden oder aus diesen ganz oder teilweise bezogen werden soll.