DE60118894T2

DE60118894T2 - Elektronisch geregelte lüftungsanlage mit selbststeuerung

Info

Publication number: DE60118894T2
Application number: DE60118894T
Authority: DE
Inventors: Xavier Boulanger; Patrick Damizet
Original assignee: Aldes Aeraulique SA
Current assignee: Aldes Aeraulique SA
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: CN1411544A; KR20020093826A; WO2001065185A1; KR100714389B1; PT1259766E; DE60118894D1; EP1259766A1; EP1259766B1; FR2805601B1; US6699119B2; FR2805601A1; ES2260204T3; US20030157882A1; ATE323872T1; CN1201123C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstgesteuerte Lüftungsanlage mit elektronischer Regelung, die im Zugbetrieb oder im Blasbetrieb arbeitet und es gestattet, die Durchsätze bei einem beliebigen Gebläse unabhängig von den Lüftungsanwendungen, insbesondere Veränderungen der Anzahl und der Art der Luftanschlüsse, kontinuierlichen Durchsatzschwankungen oder Umgebungsschwankungen, insbesondere elektrische Spannungsabfälle der Gebläse-Stromversorgung, Schwankung des Gegendrucks aufgrund des Windes, zu beherrschen, wobei gleichzeitig der Verbrauch und die Akustik optimiert werden.
In Sammel- oder Einzelunterkünften oder in Räumlichkeiten für den wirtschaftlichen oder industriellen Gebrauch, muss die Lüftung eine minimale Erneuerung der Luft gewährleisten, die für die Hygiene, die Luftqualität und die Dauerhaftigkeit des Gebäudes notwendig sind. Allerdings kann eine Lüftung, deren Durchsätze nicht beherrscht werden, zu großen Wärmeverlusten für die Räume führen. Deswegen sollen Lüftungssysteme die Durchsätze der Lufterneuerung so stabil wie möglich machen, dabei jedoch gezwungenermaßen notwendige Durchsatz-Minimalwerte beachten.
Eine heute bekannte Lösung besteht darin, auf den Ansaugkanälen mechanische Glieder anzuordnen, die ihren Querschnitt den Druckdifferenzen anpassen und somit den Durchsatz regeln.
Diese Durchsatz-Regelvorrichtungen sind einem Gebläse zugeordnet, dessen Druck mit der Durchsatzverringerung zunimmt.
Obwohl diese Gebläse einen großen Differenzdruck-Bereich dulden, haben sie den großen akustischen Nachteil, dass sie ein mit der Zunahme des Differenzdrucks wachsendes Schallniveau erzeugen. Somit ist für geringe Durchsätze der erzeugte Lärm größer, wodurch die Hersteller oftmals gezwungen sind, eine große Bandbreite an Motorisierungen anzubieten, um sich an die unterschiedlichen Durchsatz-Konfigurationen anzupassen und um keinen unnötigen Mehrverbrauch zu erzeugen.
Auf dem Gebiet der Lüftung gibt es auch Bedürfnisse zur Modulation des Durchsatzes bei ein und derselben Anordnung bzw. Konfiguration.
Diese Bedürfnisse können mit einer Zunahme der Verschmutzung oder der Feuchtigkeit aufgrund der Anwesenheit von Menschen in Verbindung stehen. In diesem Fall können die Durchsatzschwankungen kontinuierlich sein und treten oftmals im Zusammenhang mit einem speziellen, so genannten "Flachkurven"-Gebläse auf, das heißt einem Gebläse, das einen ziemlich stabilen Druck für den betrachteten Durchsatzbereich gewährleistet. Ein anderer Bedarf an Lüftung steht im Zusammenhang mit schlagartigen spezifischen Verschmutzungen, wie z.B. das Durchleiten mit einem zusätzlichen Durchsatz in der Küche während des Kochens oder das Durchleiten mit einem zusätzlichen Durchsatz im Badezimmer beim Duschen. Dieser Fall wird im allgemeinen durch eine doppelte Geschwindigkeit der Gebläse behandelt, die den Druck jedoch nur für zwei bekannte und stabilisierte Durchsätze anpassen, wodurch die Anzahl von Produkten vervielfacht wird, sobald man mehr als zwei gesonderte Durchsätze oder mehrere Durchsatz-Paare wünscht.
Das Dokument US-A-3415178 bezieht sich auf ein Gebäude mit einem Luft-Sammelkanal, in welchen Öffnungen zur Verbindung mit unterschiedlichen Räumlichkeiten münden. Ein Gebläse ist in der Dachkonstruktion am oberen Ende des Kanals montiert, und ein Absolutdruck-Sensor ist im unteren Teil des Kanals montiert und wirkt auf die Drehzahl des Motors ein, um den Druck in dem Kanal zu stabilisieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lüftungsanlage bereitzustellen, die mit einer Regelungsvorrichtung ausgestattet ist und es ihr gestattet, sich mit ein und derselben Motorisierung, bei der es sich um eine klassische Motorisierung handelt, automatisch an die unterschiedlichen Durchsatz-Konfigurationen anzupassen, die für eine Räumlichkeit wie z.B. eine Wohnung notwendig sind, und dabei die Akustik und den Verbrauch optimiert.
Hierfür besitzt die erfindungsgemäße Lüftungsanlage ein elektrisch angetriebenes Gebläse, das im Innern eines Kastens montiert ist, in den mehrere Kanäle münden, die mit einem oder mehreren Räumen in Verbindung stehen, wobei jeder Anstich des Kastens, der den Anschluss eines Kanals ermöglicht, eine kalibrierte Öffnung aufweist, sowie mit einem Differenzdruck-Sensor, der die Druckdifferenz zwischen zwei vorbestimmten Punkten misst, wobei dieser Wert zu einer Analyse- und Steuerungsvorrichtung übertragen wird, welche den Differenzdruck-Wert mit einem Referenzwert vergleicht und das Gebläse derart ansteuert, dass sie dessen Drehzahl beschleunigt oder verlangsamt, um den Differenzdruck-Wert konstant und gleich groß wie den Referenzwert zu halten, damit der gewünschte Durchsatz an den kalibrierten Öffnungen beibehalten wird.
Somit ermöglicht es die Erfindung, mechanische Glieder zur Durchsatzregelung durch kalibrierte und sorgfältig profilierte einfache Öffnungen zu ersetzen, wodurch die Gesamtkosten zur Beherrschung der Durchsätze beachtlich verringert werden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wirkt die Steuerungsvorrichtung auf den Pegel der Zufuhrspannung oder auf die Form des Zufuhrstroms des Gebläses ein. Je nachdem, ob das Gebläse mit Gleichstrom oder Wechselstrom arbeitet, kann die Steuerung durch Veränderung der Spannung oder der Frequenz oder durch Zerhacken des Zufuhrstroms erfolgen.
Daraus ergibt sich ein Verbrauch, der stets an die Lüftungsbedürfnisse angepasst ist, mit einem geringen Lärmpegel selbst bei kleinem Durchsatz, sowie eine weiträumige Abdeckung der möglichen Konfigurationen.
Gemäß einer ersten Ausführung dieser Anlage werden die Gebläse-Durchsätze an den Öffnungen mit vorbestimmtem Querschnitt beherrscht durch Steuern des Absolutdrucks des Kastens, das heißt der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kastens.
Diese Lösung eignet sich gut bei einem Netz, bei welchem die Druckabfälle auf den unterschiedlichen Ansaugkanälen ausgeglichen werden, und für den Fall, bei dem diese Ansaugleitungen kurz sind.
Gemäß einer weiteren Ausführung dieser Anlage werden die Gebläse-Durchsätze an den Öffnungen mit vorbestimmtem Querschnitt durch Steuern des Differenzdrucks beiderseits mindestens einer kalibrierten Öffnung des Kastens beherrscht.
Gemäß einer weiteren Ausführung dieser Anlage misst der Differenzdruck-Sensor die Druckdifferenz zwischen mindestens einem Punkt, der sich an einem Luftkanal und dem Innenraum des Kastens befindet.
Vorzugsweise ist in diesem Fall zur Verbesserung der Genauigkeit der Durchsatzregelung vorgesehen, dass der Differenzdruck-Sensor die Druckdifferenz zwischen dem Mittelwert der Drücke im Inneren mehrerer Luft-Durchgangskanäle und dem In nenraum des Kastens misst, wobei mehrere Rohre in die Kanäle münden, die zu einem Rohr zusammenlaufen, das mit dem Sensor verbunden ist.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich mit Hilfe der nun folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung, die anhand nicht einschränkend aufzufassender Beispiele mehrere Ausführungen dieser selbstgesteuerten Lüftungsanlage mit elektronischer Regelung darstellen, wobei:
1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Gebläsekastens ist, der dazu bestimmt ist, die Grundbedürfnisse mit festem Durchsatz zu erfüllen;
2 bis 4 drei schematische Ansichten sind, die drei Anschlussmöglichkeiten zur Messung des Differenzdrucks darstellen, um die Steuerung des Gebläsekastens zu verwirklichen.
Die in 1 dargestellte Anlage besitzt einen Kasten 2, der mit einem Gebläse 3 mit einem Elektromotor ausgestattet ist. Der Kasten 2 ist mit drei Anstichen 4, 5 und 6 ausgestattet, wodurch die Anbringung von drei kalibrierten Öffnungen 21, 22 und 23 und von drei Kanälen 7 ermöglicht wird, wovon nur einer in der Zeichnung dargestellt ist. Jeder Kanal 7 mündet über sein anderes Ende in einen Raum, bei dem er mit einem einfachen Ziergitter 24 ausgestattet ist. Ein Differenzdruck-Sensor 9 ist im Innern des Kastens montiert und ist mit einem Gehäuse 10 zur Analyse des Differenzdrucks und zur Steuerung des Gebläses verbunden, indem auf dessen elektrische Stromversorgung 12 eingewirkt wird.
In der in 2 dargestellten Ausführung misst der Differenzdruck-Sensor den Absolutdruck des Kastens, das heißt die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und der Umgebung des Kastens. Hierfür mündet ein Druckaufnahmerohr 13 in die Umgebung des Kastens, und ein anderes Druckaufnahmerohr 14 mündet ins Innere des Kastens.
3 zeigt eine zweite Ausführung dieser Anlage, bei der dieselben Elemente durch dieselben Bezugszeichen wie zuvor gekennzeichnet sind. In diesem Fall misst der Drucksensor 9 die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Kastens und einem Ort 16 auf dem Kanal 7 jenseits der Öffnung 23 bezüglich des Kastens.
4 zeigt eine dritte Ausführung, bei der dieselben Elemente durch dieselben Bezugszeichen wie zuvor gekennzeichnet sind. In diesem Fall wird durch drei Rohre 17, 18 und 19, die sich zu einem mit dem Drucksensor 9 verbundenen gemeinsamen Rohr 20 vereinigen, die Aufnahme des mittleren Drucks in den an den Anschlüssen 4, 5 und 6 angeschlossenen Kanälen ermöglicht. Der Drucksensor nimmt auch den Druck im Inneren des Kastens über das Rohr 14 auf. Der Sensor misst die Druckdifferenz zwischen dem mittleren Druck im Innern der Kanäle und dem Druck im Innern des Kastens, wobei die Öffnungen 21, 22 und 23 zwischen den Druckanschlüssen angeordnet sind.
In allen Fällen wird die Drehzahl des Gebläses angepasst, um die durch den Sensor 9 gemessene Druckdifferenz konstant zu halten.
Ein zusätzliches Interesse der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der nur einen Motorisierung unabhängig der Anzahl der Anstiche, bei denen es sich z.B. um einen bis vier handeln kann, und an welche Kanäle zur Luftzirkulation angeschlossen werden können, ohne die Leistungsfähigkeit zu verschlechtern.
Aus dem obigen ergibt sich, dass die Erfindung eine große Verbesserung des Stands der Technik erbringt, indem sie einen geregelten Gebläsekasten bereitstellt, der sowohl eine hohe Stabilität der Durchsätze als auch eine Selbstanpassung an Durchsatzschwankungen mit ein und derselben Motorisierung in dem Kasten ermöglicht und dabei die Akustik und den Verbrauch optimiert.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die alleinigen Ausführungsformen dieser Vorrichtung beschränkt, die weiter oben anhand nicht einschränkend aufzufassender Beispiele beschrieben ist, sondern sie umfasst sämtliche Abwandlungen. So wäre es insbesondere möglich, einen Gebläsekasten herzustellen, dessen Regelung auf der Grundlage anderer Druckdifferenzen erzielt wird, oder es wäre möglich, gewisse Differenzdruck-Messungen unterschiedlich zu kombinieren, oder es wäre möglich, die von zwei Sensoren gelieferten Druckdifferenzen z.B. zu kombinieren, indem man sie an dasselbe Analyse- und Steuerungsgehäuse adressiert, wobei man die Messung bevorzugt, welche die besten Betriebsbedingungen des Gebläses begünstigt.

Claims

Selbstgesteuerte Lüftungsanlage mit elektronischer Regelung, die im Zugbetrieb oder im Blasbetrieb arbeitet, mit einem elektrisch angetriebenen Gebläse (3), das im Innern eines Kastens (2) montiert ist, in den mehrere Kanäle (7) münden, die mit einem oder mehreren Räumen in Verbindung stehen, wobei jeder Anstich (4, 5, 6) des Kastens, der den Anschluss eines Kanals (7) ermöglicht, eine kalibrierte Öffnung (21, 22, 23) aufweist, sowie mit einem Differenzdruck-Sensor (9), der die Druckdifferenz zwischen zwei vorbestimmten Punkten misst, wobei dieser Wert zu einer Analyse- und Steuerungsvorrichtung (10) übertragen wird, welche den Differenzdruck-Wert mit einem Referenzwert vergleicht und das Gebläse (3) derart ansteuert, dass sie dessen Drehzahl beschleunigt oder verlangsamt, um den Differenzdruck-Wert konstant und gleich gross wie den Referenzwert zu halten, damit der gewünschte Durchsatz an den kalibrierten Öffnungen beibehalten wird.
Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (10) auf den Pegel der Zufuhrspannung oder auf die Form des Zufuhrstroms des Gebläses (3) einwirkt.
Lüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläse-Durchsätze an den Öffnungen (21, 22, 23) mit vorbestimmtem Querschnitt beherrscht werden durch Steuern des Absolutdrucks des Kastens (2), d.h. der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum (14) und der Umgebung (13) des Kastens (2).
Lüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläse-Durchsätze an den Öffnungen (21, 22, 23) mit vorbestimmtem Querschnitt beherrscht werden durch Steuern des Differenzdrucks beiderseits (14, 16) mindestens einer kalibrierten Öffnung (21, 22) des Kastens (2).
Lüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdruck-Sensor (9) die Druckdifferenz zwischen mindestens einem Punkt (16, 17) misst, der sich an einem Luftkanal und im Innenraum (14) des Kastens befindet.
Lüftungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdruck-Sensor (9) die Druckdifferenz zwischen dem Mittelwert der Drücke im Innern mehrerer Luft-Durchgangskanäle und dem Innenraum des Kastens (2) misst, wobei mehrere Rohre (17, 18, 19) in die Kanäle (7) münden, die zu einem Rohr (20) zusammenlaufen, das mit dem Sensor (9) verbunden ist.