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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Belüftungssystem
mit Doppelströmung,
das z. B. für
die Belüftung
eines einzelnen Hauses bestimmt ist.
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Ein derartiges System ermöglicht in
einem Haus die gleichzeitige Gewährleistung
des Einblasens von Luft in die Haupträume (Wohnzimmer, Esszimmer,
weitere Zimmer ...) sowie des Abziehens von Luft aus technischen
Räumen
(Küche,
Sanitäranlagen
...). Die abgezogene Luft wird aus dem Haus ausgestossen, während die
eingeblasene Luft ausserhalb des Hauses aufgenommen wird. Es liegt
somit eine Doppel-Luftströmung
vor.
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Es ist bekannt, thermodynamische
Elemente in Belüftungssysteme
mit Doppelströmung
zu integrieren. So wurden auch ausgehend von der Tatsache, das insbesondere
im Winter die abgezogene und nach aussen ausgestossene Luft warm
und die eingeblasene Luft kalt ist, Wärmetauschersysteme entwickelt.
Die ausgestossene Luft dient dazu, die von aussen eingeblasene Luft
zu erwärmen.
Dadurch ist die nach aussen ausgestossene Luft weniger warm und
die von aussen eingeblasene Luft weniger kalt.
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Es ist auch bekannt, die eingeblasene
Luft z. B. mit Hilfe von Heizwiderständen vorzuwärmen.
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Um die Luft eines Hauses merkbar
zu erwärmen
oder abzukühlen,
sind die einzublasenden Luftdurchsätze relativ gross. Sie sind
viel grösser
als die Luftdurchsätze,
die zur Gewährleistung
einer guten Lufterneuerung notwendig sind. So ist z. B. für einen Raum,
falls ein Durchsatz von 25 m3/h die Erneuerung
der Luft ermöglicht,
ein Durchsatz von etwa 150 m3/h notwendig,
um die Temperatur dieses Raums merkbar zu erhöhen oder zu verringern.
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Das Dokument WO 97/06390 offenbart
eine Vorrichtung, die eine Erneuerung der Luft und ihre Konditionierung
ermöglicht.
Diese Vorrichtung ist mit einer Wärmepumpe ausgestattet, und
die eingeblasene Luft kann geheizt oder abgekühlt werden. Zwei Gebläse gewährleisten
einerseits das Einblasen von Luft und andererseits das Ausstossen
von Luft nach aussen. Die Vorrichtung weist ausserdem vier Kammern
auf – eine
Kammer zur Luftentnahme, eine Kammer zur Luftrückführung, eine Kammer zur Luftzufuhr
und eine Kammer zur Frischluft – sowie
eine Klappe, die dazu bestimmt ist, um das Überführen von Luft zwischen den
Kammern einzustellen.
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Eine derartige Vorrichtung garantiert
nicht den Luftabzug. Die Klappe kann in einer bestimmten Stellung
die Kammer zur Luftentnahme und die Kammer zur Frischluft von den
Kammern zur Luftrückführung und
Luftzufuhr isolieren. Die Innenluft des Hauses wird somit nur rückgeführt.
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In den anderen Stellungen der Klappe
erfolgt ein Luftabzug aus dem Haus, der jedoch überhaupt nicht geregelt ist.
In sämtlichen
Fällen
ist das Einblasen von Luft vorgesehen, um das Erwärmen oder Kühlen der
belüfteten
Räume zu
ermöglichen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
somit die Aufgabe zugrunde, ein Belüftungssystem mit Doppelströmung bereitzustellen,
das gleichzeitig eine geregelte Belüftung ermöglicht, um eine gute Erneuerung
der Luft zu ermöglichen
(unverzichtbar für
die Sauberkeit des Hauses), das aber auch grosse Luftdurchsätze gestattet,
ohne die geregelte Belüftung zu
stören.
Diese grösseren
Durchsätze
eignen sich für
die Verwendung einer thermodynamischen Maschine, wie z. B. eine
Wärmepumpe,
aber auch dann, wenn man die Belüftung
in gewissen Räumen
des Hauses modulieren möchte.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemässe System
selbstgesteuert, um eine vollkommene Beherrschung der Luftströmung zu
ermöglichen,
und kann eine thermodynamische Maschine aufnehmen, die das Anwärmen oder
das Abkühlen
der eingeblasenen Luft ermöglicht.
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Das erfindungsgemässe System ist ein Belüftungssystem
mit Doppelströmung,
das zur Ausstattung von Räumlichkeiten
mit mehreren Räumen bestimmt
ist, mit einer Zentrale, mindestens einer Abzugsöffnung, die zum Abziehen von
Luft aus einem Raum dient, und mindestens einer Einblasöffnung, die
zum Einblasen von Luft in einen Raum dient, wobei die Zentrale eine äussere Umhüllung mit
zwei Eingängen
und zwei Ausgängen
hat, wobei ein Eingang und ein Ausgang ausserhalb der Räumlichkeiten
verbunden sind und ein Eingang und ein Ausgang innerhalb der Räumlichkeiten
verbunden sind, und mit zwei Gebläsen oder dergleichen, die das
Ansaugen von Luft über
einen Eingang ermöglichen,
um sie zu einem Ausgang zu befördern,
wobei Trennwände Kammern
begrenzen, denen jeweils entweder ein Eingang oder ein Ausgang entspricht,
und mit einer Klappe, die es gestattet, das Überführen von Luft zwischen den
Kammern zu verändern.
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Erfindungsgemäss ist ein zusätzlicher
Eingang, der in die Kammer mündet,
die dem Ausgang nach aussen zugeordnet ist, in der Zentrale vorgesehen,
wobei dieser zusätzliche
Eingang mit mindestens einer Abzugsöffnung verbunden ist; ist jedes Gebläse mit Mitteln
ausgestattet, die ihm gestatten, mit mindestens zwei gesonderten
Durchsätzen
zu arbeiten; und ist mindestens eine Einblasöffnung für den Durchtritt der Luftströmungen unterschiedlicher Durchsätze vorgesehen.
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Somit kann die über den zusätzlichen Eingang angesaugte
Luft unabhängig
von der Stellung der Klappe und der Betriebsart des Systems entnommen
werden. Ausserdem ist es aufgrund der Gebläse mit Mehrfach-Durchsatz und
der Öffnungen
mit zugeordneten Durchsätzen
möglich,
mit mehreren Belüftungsarten
zu arbeiten.
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Um eine gute Ausgewogenheit zwischen
den in die Räumlichkeiten
eintretenden Luftströmungen und
den sie verlassenden Luftströmungen
zu ermöglichen,
umfasst das System vorzugsweise eine Umgehungsleitung zwischen dem
nach aussen hin verbundenen Lufteingang oder der entsprechenden Kammer
und der Kammer, die dem Ausgang der Zentrale ins Innere der Räumlichkeiten
zugeordnet ist. In diesem Fall wird die Strömung, die durch jede mit dem
zusätzlichen
Eingang verbundene Ansaugöffnung
hindurchtritt, vorzugsweise geregelt, und die Strömung durch
die Umgehungsleitung wird vorzugsweise derart geregelt, dass die
Strömung
durch die Umgehungsleitung im wesentlichen gleich gross ist wie
die Luftströmung,
die über
den zusätzlichen
Eingang in die Zentrale eintritt.
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Bei einer ersten Ausführungsform
ist die Klappe, die es gestattet, das Überführen von Luft zwischen den
Kammern zu verändern,
eine bewegliche Wand, die ganz im Innern der Zentrale angeordnet
ist und deren Kammern abgrenzt. Diese bewegliche Wand ist z. B.
schwenkbar montiert zwischen einer ersten Stellung, bei der einerseits
die Kammer, die dem Ausgang zugeordnet ist, der zum Aussenteil der Räumlichkeiten
hin verbunden ist, und die Kammer, die dem Eingang zugeordnet ist,
der mit dem Innenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, und andererseits die Kammer, die dem Eingang zugeordnet
ist, der zum Aussenteil der Räumlichkeiten
hin verbunden ist, und die Kammer, die dem Ausgang zugeordnet ist,
der mit dem Innenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, in Verbindung gebracht werden, und einer zweiten
Stellung, bei der einerseits die Kammer, die dem Ausgang zugeordnet
ist, der zum Aussenteil der Räumlichkeiten
hin verbunden ist, und die Kammer, die dem Eingang zugeordnet ist,
der mit dem Aussenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, und andererseits die Kammer, die dem Eingang zugeordnet ist,
der zum Innenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, und die Kammer, die dem Ausgang zugeordnet ist, der
mit dem Innenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, in Verbindung gebracht werden.
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Bei einer zweiten Ausführungsform,
die eine Umgehungsleitung wie die oben beschriebene verwendet, ist
die Klappe, welche das Überführen von Luft
zwischen den Kammern ermöglicht,
auf der Höhe
des Eingangs montiert, der mit dem Aussenteil der Räumlichkeiten
verbunden ist, wobei die Umgehungsleitung stromauf von der Klappe
angebracht ist. Bezüglich
der ersten Ausführungsform
ist diese vorteilhaft, da sie es ermöglicht, eine gute Dichtigkeit bei
der Klappe auf einfachere Weise herzustellen.
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Um die in die Räumlichkeiten eingeblasene Luft
zu reinigen, können
Filtermittel stromauf von den Einblasöffnungen vorgesehen sein. Diese
Filtermittel können
sich auf der Höhe
des Ausgangs der Räumlichkeiten
nach aussen, jedoch auch an anderen Orten, z. B. stromauf von der
Zentrale, befinden.
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Das erfindungsgemässe System ist aufgrund seiner
Möglichkeit,
den Durchsatz der Belüftung
zu erhöhen,
besonders gut angepasst für
den Fall, bei dem ein thermodynamisches System, das ein Anwärmen oder
ein Abkühlen
ermöglicht,
in der Zentrale integriert ist. Vorzugsweise ist das thermodynamische System
mit Motormitteln ausgestattet, die es ihm ermöglichen, mit zumindest zwei
gesonderten Leistungen zu arbeiten. Hierfür hat man bevorzugt zwei Kompressoren
mit unterschiedlichen Leistungen. Das verwendete thermodynamische
System weist z. B. einen Kondensator und einen Verdampfer auf, die jeweils
einem Gebläse
oder dergleichen zugeordnet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird jede Einblasöffnung
mit Doppeldurchsatz durch zwei Luftkanäle gespeist, wobei jeder Kanal
einen geregelten Durchsatz hat und einer der Kanäle eine Klappe oder dergleichen
aufweist, deren Öffnen
und Schliessen durch einen Benutzer gesteuert werden und die ermöglicht oder
verhindert, dass Luft zu der Einblasöffnung hin durchgelassen wird.
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Für
eine bessere Ergonomie des Systems sind vorzugsweise Steuerungsmittel
vorgesehen, um in jeder Einblasöffnung
mit veränderbarem
Durchsatz den gewünschten
Luftdurchsatz auszuwählen.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf
eine Zentraleinheit für
ein Belüftungssystem
mit Doppelströmung,
wie es weiter oben beschrieben ist, mit einer äusseren Umhüllung mit zwei Eingängen und zwei
Ausgängen,
zwei Gebläsen
oder dergleichen, die es ermöglichen,
Luft durch einen Eingang anzusaugen, um sie zu einem Ausgang zu
befördern,
wobei Trennwände
Kammern begrenzen, denen jeweils entweder ein Eingang oder ein Ausgang
entspricht, und mit einer Klappe, die es gestattet, das Überführen von
Luft zwischen den Kammern zu verändern, dadurch
gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher
Eingang, der in eine Kammer mündet,
die einem Ausgang zugeordnet ist, vorgesehen ist, und dass jedes Gebläse mit Mitteln
ausgesattet ist, die es ihm gestatten, mit mindestens zwei gesonderten
Durchsätzen zu
arbeiten.
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Diese Einheit umfasst vorzugsweise
eine Umgehungsleitung zwischen einem Eingang oder der entsprechenden
Kammer und der Kammer, die dem Ausgang zugeordnet ist, der den zusätzlichen Eingang
nicht enthält.
In diesem Fall sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, um die Luftströmung durch die
Umgehungsleitung hindurch zu regeln.
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Bei einer ersten Ausführungsform
ist die Klappe, die es ermöglicht,
das Überführen von
Luft zwischen den Kammern zu verändern,
eine bewegliche Wand, die ganz im Innern der Zentrale angebracht
ist und deren Kammern abgrenzt bzw. begrenzt. In diesem Fall ist
die bewegliche Wand z. B. schwenkbar montiert zwischen einer ersten
Stellung, bei der einerseits die Kammer, die einem ersten Ausgang
zugeordnet ist, und die Kammer, die einem ersten Eingang zugeordnet
ist, und andererseits die Kammer, die einem zweiten Eingang zugeordnet
ist, und die Kammer, die einem zweiten Ausgang zugeordnet ist, in
Verbindung gebracht werden, und einer zweiten Stellung, bei der
einerseits die Kammer, die dem ersten Ausgang zugeordnet ist, und
die Kammer, die dem zweiten Eingang zugeordnet ist, und andererseits
die Kammer, die dem ersten Eingang zugeordnet ist, und die Kammer,
die dem zweiten Ausgang zugeordnet ist, in Verbindung gebracht werden.
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Bei einer zweiten Ausführungsform,
bei der es sich um die bevorzugte Ausführungsform handelt, ist die
Klappe, die es gestattet, das Überführen von Luft
zwischen den Kammern zu verändern,
bei dem Eingang montiert, der der Umgehungsleitung zugeordnet ist,
wobei die Umgehungsleitung stromauf von der Klappe angeordnet ist.
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Filtermittel können auch bei einem Ausgang vorgesehen
sein.
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Vorzugsweise kann ein thermodynamisches System,
das ein Anwärmen
oder ein Abkühlen
ermöglicht,
in dieser Zentraleinheit integriert sein. Dieses System ist vorzugsweise
mit Motormitteln ausgestattet, die es ihm ermöglichen, mit mindestens zwei gesonderten
Leistungen zu arbeiten. Ein weist dann z. B. zwei Kompressoren mit
unterschiedlichen Leistungen auf. Es kann auch einen oder zwei Kondensatoren
sowie einen oder zwei Verdampfer aufweisen, die jeweils einem Gebläse oder
dergleichen zugeordnet sind.
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Auf jeden Fall ergibt sich ein besseres
Verständnis
der Erfindung mit Hilfe der nun folgenden Beschreibung anhand der
beigefügten
schematischen Zeichnung, die anhand eines nicht einschränkend aufzufassenden
Beispiels ein Belüftungssystem
sowie eine Zentraleinheit gemäss
der Erfindung darstellt.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Systems, das nach einer
Belüftungs-Betriebsart
mit Niedrigleistung oder mit Abkühlung
oder mit Vorerwärmung
oder im Normalbetrieb arbeitet;
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2 ist
eine ähnliche
Ansicht wie die von 1 mit
einer Belüftungs-Betriebsart
mit Hochleistung oder mit Abkühlung
oder mit Vorerwärmung oder
im Normalbetrieb;
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3 entspricht
der Belüftungs-Betriebsart mit
Rückführung, wobei
abgekühlt
oder vorgewärmt wird;
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4 bis 6 sind schematische Ansichten
einer abgewandelten Ausführungsform,
die jeweils mit den Betriebsarten von 1 bis 3 arbeitet;
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7 zeigt
schematisch eine Schnittansicht eines Regelungsmoduls für eine Einblasöffnung mit veränderlichem
Durchsatz; und
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8 zeigt
eine in eine Decke eingefügte Einblasöffnung mit
veränderlichem
Durchsatz.
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Die 1 bis 3 zeigen schematisch eine Wohnung
und ein Belüftungssystem
mit Doppelströmung,
das dazu bestimmt ist, die Lufterneuerung dieser Wohnung zu gewährleisten.
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Diese Wohnung umfasst eine Küche 2,
technische Räumlichkeiten 4a, 4b, 4c und 4d,
einen Flur 6 sowie Aufenthaltsräume 8, 10, 12, 14, 16, 18 und 20.
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Das Belüftungssystem muss stets den
Luftabzug in der Küche 2 und
in den technischen Räumlichkeiten 4a bis 4d sowie
das Einblasen neuer oder vorgewärmter
Luft in die Räume 8 bis 20 gewährleisten.
In der Küche
kann der Abzug mit zwei unterschiedlichen Durchsätzen erfolgen, während in
den anderen technischen Räumlichkeiten
der Abzugsdurchsatz im wesentlichen konstant ist. Nur zur Veranschaulichung
und um ein Zahlenbeispiel zu geben, hat man in der Küche 2 einen
Durchsatz von 45 m3/h oder von 135 m3/h und in den anderen technischen Räumen eine
Abzug von 30 m3/h an Luft. Der Durchsatz
an eingeblasener Luft in die Räume 8 bis 20 beträgt etwa
25 m3/h. Genau wie alle im folgenden angegebenen
Zahlenwerte veranschaulichen diese Werte das beschriebene Beispiel
und sind für
den Schutzumfang der vorliegenden Patentanmeldung nicht einschränkend aufzufassen.
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Das Belüftungssystem umfasst eine Zentrale,
die in einem Kasten 22 untergebracht ist, Lufteingänge und
Luftausgänge,
Leitungen sowie Abzugsöffnungen
und Belüftungsöffnungen.
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Der Kasten 22 umfasst vier
Abteile, die durch Trennwände 24 getrennt
sind:
- – ein
erstes Abteil 26 nimmt Frischluft auf, die ausserhalb der
Wohnung aufgenommen wird. Es ist über eine Leitung 28 mit
einem Frischlufteingang 30 verbunden;
- – ein
zweites Abteil 32 ist mit einem Gebläse 34 ausgestattet,
das die Luftversorgung der Räume 8 bis 20 ermöglicht;
- – ein
drittes Abteil 36 nimmt die in dem Flur 6 über eine
Abzugsöffnung 106 angesaugte
Luft auf;
- – ein
viertes Abteil 38 ist mit einem Gebläse 40 ausgestattet,
das den Ausstoss von Luft ausserhalb der Wohnung ermöglicht.
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Eine Leitung 42 verbindet
dieses Abteil 38 mit einem Luftausgang 44.
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Jedes der Gebläse 34, 40 ist
mit einem Regelantrieb oder dergleichen ausgestattet.
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Die Küche 2 ist mit einer
Abzugsöffnung 102 ausgestattet,
die es ermöglicht,
Luft mit zwei unterschiedlichen Durchsätzen anzusaugen. Jeder technische
Raum 4a bis d ist für
sich mit einer selbstgeregelten Ansaugöffnung 104a mit einem
einzigen Durchsatz ausgestattet. Die Abzugsöffnung 102 und die
Ansaugöffnungen 104a bis
d sind mit einer Leitung 46 verbunden, die in das vierte
Abteil 38 der Zentrale mündet. Dieses Abteil 38 umfasst
somit einen Lufteingang und einen Luftausgang zusätzlich zu den
bestehenden Verbindung im Innern des Kastens 22 mit den
anderen Abteilen.
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Die Räume 8 bis 20 sind
jeweils mit einer selbstgeregelten Belüftungsöffnung 108 bis 120 mit veränderlichem
Durchsatz ausgestattet. Diese Öffnungen
werden über
eine Leitung 48 gespeist, die von dem zweiten Abteil 32 des
Kastens ausgeht. Ein Filter ist vorzugsweise in der Leitung 48 vorgesehen, damit
die in die Räume 8 bis 20 eingeblasene
Luft von Staub und Pollen befreit ist. Es ist selbstverständlich möglich, diesen
Filter an einem anderen Ort anzuordnen, wie z. B. in dem Zimmer 32.
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8 zeigt
eine Öffnung 108,
mit der ein Raum 8 ausgestattet ist. Diese Öffnung 108 ist
in der Decke 50 des Raums 8 montiert. Ein Gitter 52 ist
an der Decke angebracht. Es bildet das sichtbare Element des Systems
in dem Raum 8.
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Oberhalb des Gitters befindet sich
ein Regelungsmodul 54, wie es z. B. in 7 gezeigt ist. Dieses Modul 54 kann
ein quaderförmiges
Gehäuse sein,
bei dem zwei gegenüberliegende
Seiten offen sind, um eine Luftströmung durch das Gehäuse zu ermöglichen.
Eine Trennwand 56 teilt das Gehäuse in zwei Kanäle mit unterschiedlichem
Querschnitt auf. Der Kanal mit dem kleineren Querschnitt hat einen
konstanten Luftdurchsatz, um die Lufterneuerung des entsprechenden
Raums zu gewährleisten. Dieser
Durchsatz beträgt
z. B. 25 m3/h. Der andere Kanal ermöglicht z.
B. einen Durchsatz von 125 m3/h. Eine Klappe 58 kann
jedoch diesen Kanal blockieren, wie es in 7 gezeigt ist. Die Öffnung 108 kann somit
mit einem Durchsatz von 25 m3/h oder mit
150 m3/h arbeiten. Die Regelung bzw. Einstellung
des Durchsatzes wird durch eine flexible Lamelle 60 gewährleistet,
die in dem entsprechenden Kanal angeordnet ist. Die Funktionsweise
dieser Lamelle ist dem Fachmann geläufig. Sie ist an einer Innenwand
des Kanals entlang der sich stromabseitig von der Luftströmung befindenden
Seite befestigt und auf der stromaufseitigen Seite frei. Wenn Luft
in den Kanal gelangt, krümmt
sich die flexible Lamelle 60 um so mehr, je stärker der
Druck ist. Durch ihre Krümmung verringert
sie den Durchschnittsquerschnitt unter Konstanthaltung des Durchsatzes
und umgekehrt. Es liegt somit eine automatisch arbeitende Selbstregelung
vor.
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Für
jede Öffnung 108 bis 120 ist
das entsprechende Regelungsmodul 54 über einen Querschnittsadapter 62 mit
der Leitung 48 verbunden. Der Adapter 62 ermöglicht die
Herstellung der Verbindung zwischen einer Leitung mit rechteckförmigem Querschnitt
und einer anderen Leitung mit kreisförmigem Querschnitt.
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Im Innern des Kastens 22 ist
eine Klappe 64 angeordnet, die es ermöglicht, die Abteile 26, 32, 36 und 38 auf
unterschiedliche Art und Weise miteinander in Verbindung zu bringen.
In einer ersten Stellung der Klappe 64 (1 und 2)
stehen das erste Abteil 26 und das zweite Abteil 32 sowie
das dritte Abteil 36 und das vierte Abteil 38 miteinander
in Verbindung. In einer zweiten Stellung der Klappe 64 (3) stehen das erste Ab teil 26 und
das vierte Abteil 38 sowie das zweite Abteil 32 und
das dritte Abteil 36 miteinander in Verbindung. Diese beiden
Stellungen der Klappe 64 erhält man durch Schwenken der
Klappe bis zu den Trennwänden 24.
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Eine Umgehungsleitung 66 ist
zwischen der Leitung 28, die von ausserhalb der Wohnung
Luft zu dem ersten Abteil 26 heranführt, und dem zweiten Abteil 32 vorgesehen.
Ein Regelmodul 68 ist in dieser Umgehungsleitung 66 vorgesehen.
Der Luftdurchsatz, der in dieser Umgehungsleitung 66 hindurchtreten
kann, ist im wesentlichen gleich gross wie der in der Leitung 46 hindurchtretende
Durchsatz. Tatsächlich
ist der Durchsatz in der Leitung 46 im wesentlichen konstant.
Bei kleinem Durchsatz ist er die Summe der Durchsätze, die
durch Abzugsöffnungen 102 bis 104a bis
d austreten. Lediglich der Durchsatz der Öffnung 102 von der
Küche kann
sich ändern.
Man hat somit in der Leitung 46 einen relativ konstanten Durchsatz.
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Die Zentrale des Systems ist auch
mit einem thermodynamischen System ausgestattet, das einen Verdampfer 70 und
einen Kondensator 72 aufweist. In dem Ausführungsbeispiel
ist der Verdampfer 70 geringfügig stromauf von dem Gebläse 34 des
zweiten Abteils 32 angeordnet, wodurch die Räume 8 bis 20 mit
Luft versorgt werden, während
sich der Kondensator 72 geringfügig stromauf von dem Gebläse 40 befindet,
wodurch aus der Wohnung abgezogene Luft in die Umgebung ausgestossen
wird. Ein Filter ist vorzugsweise geringfügig stromauf von dem Kondensator
und dem Verdampfer vorgesehen, um sie vor Stäuben zu schützen, die sich in der zirkulierenden
Luft befinden. Dieses thermodynamische System ermöglicht es,
die in die Wohnung eingeblasene Luft abzukühlen, da die in die Räume 8 bis 20 eintretende
Luft durch den Verdampfer 70 hindurchtritt. Es ist natürlich auch
denkbar, diese eingeblasene Luft zu heizen. Es reicht dann z. B.
aus, den Ort des Verdampfers 70 und des Kondensators 72 auszutauschen oder
mittels eines reversiblen thermodynamischen Systems, das eine Umkehrung
der Rollen ermöglicht.
Man kann damit je nach dem Wunsch des Benutzers die Luft sowohl
abkühlen
als auch aufheizen.
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Das thermodynamische System wird
von einem Kompressor angetrieben. Bei dem dargestellten Belüftungssystem
sind zwei Kompressoren vorgesehen. Ein erster Kompressor 74 hat
eine geringere Leistung von z. B. 1 kW, während der zweite Kompressor
eine grössere
Leistung von beispielsweise 3 kW hat. Diese beiden Kompressoren
sind in dem ersten Abteil 26 des Kastens 22 untergebracht.
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Bei einer abgewandelten Ausführung ist
es denkbar, nur einen einzigen Kompressor zu verwenden, der jedoch
mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Betriebsarten arbeitet.
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Gemäss der Erfindung können die
Gebläse 34 und 40,
die sich in dem Kasten 22 befinden, mit mindestens zwei
unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten. Jeder dieser Geschwindigkeiten
entspricht ein unterschiedlicher Luftdurchsatz. Eine Geschwindigkeit
kann z. B. einem Durchsatz von 150 m3/h
entsprechen, während
der andere einem Durchsatz von 550 m3/h
entsprechen würde.
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Die Funktionsweise des oben beschriebenen Systems
wird im folgenden aufgezeigt.
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In 1 arbeitet
das erfindungsgemässe System
wie eine mechanische Belüftung
mit Doppelströmung
des Stands der Technik. Luft wird mit einem gegebenen Durchsatz
aus jeder technischen Räumlichkeit 4a bis
d und aus der Küche 2 abgezogen
und wird in die Umgebung ausgstossen, während Frischluft von aussen
aufgenommen und in die Räume 8 bis 20 eingeblasen
wird.
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Wenn der Durchsatz bei der Öffnung 102 der Küche ungefähr 45 m3/h beträgt,
in den technischen Räumen 4a bis
d 30 m3/h beträgt, und wenn der in jeden Raum 8 bis 20 durch
die Öffnungen 108 bis 120 eingeblasene
Durchsatz etwa 25 m3/h beträgt, ergibt sich
somit ein Gesamtdurchsatz von 165 m3/h,
der aus der Wohnung austritt, und von 175 m3/h,
der in sie eintritt. Die Differenz ist sehr klein, und man kann sagen,
dass das System im Gleichgewicht ist.
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Bei dieser Anordnung ist die Klappe 64 so angeordnet,
dass das erste Abteil 26 und das zweite Abteil 32 sowie
gleichermassen das dritte Abteil 36 und das vierte Abteil 38 in
Verbindung stehen.
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Um das oben gegebene Zahlenbeispiel
wieder aufzugreifen, wird ein Durchsatz von 175 m3/h über den
Lufteingang 30 angesaugt, durchquert die Leitung 28,
tritt durch das erste Abteil 26 und das zweite Abteil 32 hindurch,
um zu den Öffnungen 108 bis 120 mittels
der Leitung 48 geleitet zu werden. Das Gebläse 34 arbeitet
mit seiner kleinen Geschwindigkeit, und das thermodynamische System
ist nicht in Betrieb.
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Auf der Seite der Ansaugung in die
Wohnung tritt die in die Küche
und die technischen Räumlichkeiten
angesaugte Luft in das vierte Abteil 38 ein und gelangt
durch die Leitung 42, um über
den äusseren Luftausgang 44 auszutreten.
Das Gebläse 40 arbeitet
mit seiner kleinen Geschwindigkeit.
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Die Abzugsöffnung 106 ist geschlossen,
und es findet kein Austausch zwischen dem dritten Abteil 36 und
dem vierten Abteil 38 statt. Eine Klappe 107 schliesst
die Öffnung 106.
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In 2 arbeitet
das erfindungsgemässe System
in der Zwangsbelüftungs-Betriebsart.
In diesem Fall beträgt
der in die Räume
8, 10 und 12 eingeblasene
Luftdurchsatz nicht mehr 25 m3/h, sondern
150 m3/h. Diese Erhöhung des Durchsatzes kann gewünscht sein,
wenn sich in diesen Räumen viele
Personen befinden und wenn einige von ihnen z. B. rauchen. Die kleinen
Luftdurchsätze
in dieser Figur sind durch einen kleinen Pfeil dargestellt, während die
grösseren
Durchsätze
durch einen grösseren
Pfeil dargestellt sind. Die den Öffnungen 108, 110 und 112 zugeordneten
Klappen 58 sind offen, während die Klappen der Öffnungen 114 bis 120 geschlossen
sind.
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Der in die Wohnung eingeblasene Luftdurchsatz
beträgt
somit 550 m3/h. Das Gebläse 34 arbeitet dann
mit seiner grossen Geschwindigkeit.
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Der Luftabzug aus den technischen
Räumlichkeiten 4a bis
d und der Küche
erfolgt stets mit demselben Durchsatz, das heisst mit 165 m3/h in unserem Zahlenbeispiel.
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Es wird somit viel mehr Luft eingeblasen
als abgezogen. Um diese Durchsätze
auszugleichen und in der Wohnung keinen Überdruck zu erzeugen, wird
Luft über
die Abzugsöffnung 106 bei
geöffneter Stellung
der Klappe 107 abgezogen, die sich in dem Flur 6 befindet.
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Die Klappe 64 in dem Kasten 22 ist
in derselben Stellung wie für
die 1 und die normale
Belüftungs-Betriebsart.
Es gibt hier gewollt Luft, die von dem dritten Abteil 36 zu
dem vierten Abteil 38 gelangt. Dieser Durchsatz entspricht
im wesentlichen der Differenz zwischen den eingeblasenen (550 m3/h) und den abgezogenen Durchsätzen der
technischen Räumlichkeiten
(165 m3/h), das heisst ungefähr 385 m3/h in unserem Beispiel. Das Gebläse 40 arbeitet
somit ebenfalls mit erhöhter
Geschwindigkeit, da es die Luft mit einem Durchsatz von 550 m3/h hindurchtreten lässt.
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Bei diesen beiden Betriebsarten befindet sich
das thermodynamische System in Ruhezustand oder im Zustand der Vorwärmung oder
der Kühlung der
Frischluft.
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3 zeigt
eine dritte Betriebsart. Hierbei ist das thermodynamische System
in Betrieb, und der Benutzer wünscht
z. B. ein Abkühlen
der Räume 8, 10 und 12.
Um eine derartige Abkühlung
zu erzielen, bevorzugt man einen erhöhten Luftdurchsatz in diesen
Räumen,
um diesen Räumen
mehr Kühlkalorien zuzuführen (1
Kühlkalorie
= –4,185
Joule). Anstatt in diese Räume
Luft einzublasen, die ausschliesslich von aussen stammt (über den
Lufteingang 30), wird ausserdem bevorzugt, Luft einzublasen,
die schon gekühlt
wurde und die z. B. in dem Flur 6 über die Öffnung 106 angesaugt
wird. In dieser Betriebsart ist es zwingend, stets einen Luftabzug
in den technischen Räumlichkeiten 4a bis
d und der Küche
mit denselben Durchsätzen
wie bei normaler Belüftung
zu haben. In diesem Fall wird die Klappe 64 um etwa 90° bezüglich der
Stellung von 1 und 2 gedreht. Das erste Abteil 26 steht
dann mit dem vierten Abteil 38 und das zweite Abteil 32 mit
dem dritten Abteil 36 in Verbindung.
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Wie gezeigt, hat man stets eine Strömung aus
von der Wohnung abgezogener Luft, während die eingeblasene Luft
rückgeführt wird.
Um die aus den technischen Räumlichkeiten
und der Küche
abgezogene und aus der Wohnung nach aussen ausgestossene Luft zu
kompensieren, muss Luft von aussen aufgenommen und in die Wohnung
geleitet werden. Diese Luft geht durch die Umgehungsleitung 66 hindurch
und durchquert somit das erste Abteil 26 nicht.
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Wenn man das vorhergehende Zahlenbeispiel
wieder aufgreift, beträgt
die Eingangsströmung durch
die Eingangsöffnung 30 ungefähr 550 m3/h. Ungefähr 150 m3/h
gehen dann durch die Umgehungsleitung 66, wobei der Rest
in das erste Abteil 26 eintritt, das vierte Abteil 38 durchquert
und über den
Luftausgang 44 ausgestossen wird. Dieser Luftdurchsatz
ist relativ gross und dient zum Kühlen des Kondensators 72 und
zum Abführen
der Kalorien (1 Kalorie = 4,185 Joule), die bei dem Kondensator 72 abgegeben
werden, wenn das thermodynamische System arbeitet.
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Ungefähr 550 m3/h
werden in die Räume 8, 10 und 12 eingeblasen.
Ungefähr
150 m3/h stammen aus der Umgehungsleitung 66,
während
die verbleibenden 400 m3/h von einer Rückführung stammen, die
durchgeführt
wird, indem man schon abgekühlte Luft über die
sich im Flur 6 befindende Abzugsöffnung 106 abzieht
und indem man diese Luft über
den Verdampfer 70 leitet, um sie abzukühlen, bevor sie mittels des
Gebläses 34 in
den Kanal 48 geblasen wird.
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Die Anordnung von 3, die als Kühlmöglichkeit der Räumlichkeiten
beschrieben wurde, ermöglicht
auch deren Vorwärmen.
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Die 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemässen
Systems. In diesen Figuren wurden dieselben Bezugsziffern verwendet,
um ähnliche
Elemente zu kennzeichnen.
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In der Ausführungsform der 1 bis 3 befindet
sich die Klappe 64 zur Strömungsüberführung innerhalb der Zentrale
ganz in deren Innern. Bei der zweiten Ausführungsform ist die innere Klappe 64 durch
eine feststehende Wand 78 ersetzt, und die Klappe, die
es ermöglicht,
das Überführen von
Luft zwischen den Kammern der Zentrale zu verändern, ist bei dem Eingang
angebracht, der mit dem Aussenbereich der Räumlichkeiten verbunden und
somit der Kammer 26 zugeordnet ist. Man findet daher eine äussere Klappe 80 bei
diesem Eingang. Diese äussere
Klappe 80 dient zum Isolieren der Kammer 26 gegenüber einer
zusätzlichen
Luftaufnahme, wenn das System lüftend
oder schmutzbeseitigend arbeitet (4 bzw. 5). Sie ist somit in ihrer
geschlossenen Stellung. Wenn ein Abkühlen gewünscht wird, öffnet sich
die äussere
Klappe 80, um den Durchtritt von Luft über den Kondensator 72 hinweg
zu ermöglichen.
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Die feststehende Wand 78 trennt
die Kammern der Zentrale, wie es die Klappe 64 tut, wenn diese
in der in 3 dargestellten
Stellung ist. Die Kammern 26 und 38 werden somit
in Verbindung gebracht und von den Kammern 32 und 36 isoliert,
die ihrerseits ebenfalls in Verbindung gebracht werden.
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Die in 4 gezeigte
Anordnung des Systems entspricht der in 1 gezeigten Anordnung für die erste
Ausführungsform
und entspricht einem Betrieb mit normaler Belüftung. Die äussere Klappe 80 ist
geschlossen. Die Luftströmung,
die die Räume 8 bis 20 speist,
verläuft
durch die Umgehungsleitung 66, um in die Kammer 32 zu
gelangen, während
bei der ersten Ausführungsform
diese Luft die Kammer 26 durchquert. Das weiter oben in
Verbindung mit 1 gegebene
Zahlenbeispiel bleibt hier gültig.
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Die in 5 gezeigte
Anordnung des Systems entspricht einer Abwandlung der in 2 gezeigten Anordnung für die erste
Ausführungsform und
entspricht einer Zwangsbelüftungs-
oder Schmutzbeseitigungs-Betriebsart. Im Gegensatz zu der Anordnung
von 2 bleibt die Klappe 107 hier in
der geschlossenen Stellung, da die in die Wohnung eingeblasene Luftströmung im
wesentlichen gleich gross wie die aus ihr abgezogene Luftströmung ist.
Die äussere
Klappe 80 bleibt in der geschlossenen Stellung.
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Der in den Raum 8 eingeblasene
Luftdurchsatz beträgt
hier 150 m3/h, während er in den anderen Räumen 10 bis 20 einen
Wert von 25 m3/h hat. Die Klappe 28 bei
der Öffnung 108 ist
geöffnet, während diejenigen
der Öffnungen 110 bis 120 geschlossen
sind. Der Durchsatz der eingeblasenen Luft beträgt somit 270 m3/h.
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Der Luftabzug aus den technischen
Räumlichkeiten 4a bis
d erfolgt mit demselben Durchsatz von 30 m3/h
pro Räumlichkeit
und beträgt
135 m3/h in der Küche 2. Der Luftabzug
erfolgt somit mit einem Durchsatz von 255 m3/h.
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Die kleine Durchsatzdifferenz zwischen
der in die Wohnung eintretenden Strömung und der aus ihr austretenden
Strömung
rechtfertigt nicht das Öffnen
der Klappe 107.
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Falls, wie im Falle von 2, die Klappen 110 und 112 von 5 sich öffnen sollten, wie anhand von 2 beschrieben, würde die
Klappe 107 geöffnet
werden, um die eintretenden und austretenden Durchsätze ins
Gleichgewicht zu bringen.
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Die in 6 gezeigte
Anordnung des Systems entspricht der in 3 gezeigten Anordnung für die erste
Ausführungsform
und entspricht einer Funktionsweise mit Abkühlung, Vorwärmung oder Rückführung. Das
thermodynamische System arbeitet, und der Benutzer wünscht eine
Abkühlung
oder eine Vorwärmung
der Räume 8, 10 und 12.
Die äussere Klappe 80 ist
in der geöffneten
Stellung, während
die feststehende Wand 78 dieselbe Stellung wie die Klappe 64 in 3 einnimmt. Der Luftdurchtritt
ist somit ziemlich ähnlich
wie der anhand von 3 beschriebene.
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Das erfindungsgemässe System ermöglicht eine
gute Ausgewogenheit im Hinblick auf den Luftaustausch für die Wohnung
bei sämtlichen
Betriebsarten. Der Luftabzug aus den technischen Räumlichkeiten
und der Küche
ist stets gewährleistet und
wird durch die unterschiedlichen Betriebsarten nicht gestört. Dieser
Luftabzug unterliegt einer ständigen
Selbstregelung.
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Das thermodynamische System ermöglicht das
Abkühlen
oder das Anwärmen
der Wohnung. Es werden mehrere gesonderte bzw. unterschiedliche Leistungen
vorgeschlagen, um eine richtige Abkühlung (oder Anwärmung) unabhängig von
der Betriebsgeschwindigkeit der Gebläse zu erhalten.
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Das System ermöglicht auch einen Luft-Zwangsabzug
(bei dem gegebenen Beispiel in der Küche) auf Anfrage eines Benutzers.
Diese Betriebsart ist in den Figuren weder dargestellt noch ausführlich beschrieben,
doch ergibt sie sich ohne weiteres aus den oben gegebenen Erklärungen,
indem man die Abzugsöffnung 106 in
die Küche 2 münden lässt.
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Das erfindungsgemässe System ermöglicht eine
dauerhafte Beherrschung der Lufterneuerung unabhängig von der Anordnung bzw.
der Funktionsweise des Systems. Die Öffnungen mit veränderlichem
Durchsatz ermöglichen
eine Auswahl der Räume,
die man abkühlen,
aufwärmen
oder einfach wirkungsvoller belüften
möchte.
In den anderen Bereichen der Wohnung ist die Grund-Einblasung stets gewährleistet.
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Zum ersten Mal wird ein kontrolliertes
Belüftungssystem
einem mittels Rückführung arbeitenden Vorwärm- oder
Abkühlsystem
zugeordnet. Das zugeordnete thermodynamische System ermöglicht das Durchführen der
Abkühlung
oder der Vorwärmung und
ist insbesondere wegen der durch die Kompressoren abgegebenen veränderlichen
Leistungen an sämtliche
Anordnungen angepasst.
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Das erfindungsgemässe System ermöglicht auch
andere Anordnungen als die weiter oben anhand der Figuren beschriebenen.
So ist eine Anordnung mit den folgenden Merkmalen denkbar:
- – die
Klappe 107 ist geöffnet;
- – das
thermodynamische System arbeitet im Heizbetrieb;
- – das
Gebläse
für die
Lufteinblasung hat eine hohe Geschwindigkeit;
- – die
Klappe 80 ist geschlossen; und
- – das
Abzugsgebläse
arbeitet mit niedriger Geschwindigkeit. Dadurch wird eine Durchmischung der
vorgewärmten
Luft ermöglicht.
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Eine andere Anordnung ist ebenfalls
denkbar:
- – die
Klappe 80 ist geöffnet;
- – das
Abzugsgebläse
arbeitet mit hoher Geschwindigkeit; und
- – die
Klappe 107 bleibt geschlossen.
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Diese letztgenannte Anordnung ermöglicht eine
Erhöhung
der Leistung des thermodynamischen Systems.
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Es sind noch weitere Kombinationen
zwischen den Geschwindigkeiten der Gebläse und dem Öffnen und Schliessen der Klappen 107 und 64 der ersten
Ausführungsform
und der Klappen 107 und 80 der zweiten Ausführungsform
denkbar.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die Ausführungsform
beschränkt,
die weiter oben anhand eines nicht einschränkend aufzufassenden Beispiels
beschrieben wurde. Vielmehr umfasst sie sämtliche Abwandlungen davon.
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Wie weiter oben gezeigt, wurden sämtliche Zahlenwerte
zur Veranschaulichung aufgeführt.
Beachtlich grössere
oder kleinere Durchsätze
sind denkbar.
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Das System wurde für eine Wohnung
beschrieben. Es ist selbstverständlich
an jede andere Räumlichkeit
anpassbar. Ebenso kann sich die Anzahl der Räume oder technischen Räumlichkeiten sehr
stark von dem gegebenen Beispiel unterscheiden.
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Das erfindungsgemässe System könnte auch
ohne thermodynamisches System bestehen. Es würde somit eine Zwangsbelüftung mit
Rückführung in
den Räumen
ermöglichen.
Eine Filtervorrichtung würde
dann eine wirkungsvolle Filterung der Räumlichkeiten ermöglichen.
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Die Umgehungsleitung zwischen der
Eingangsleitung und dem zweiten Abteil wird bevorzugt, damit man
eine gute Ausgewogenheit der eintretenden und austretenden Luftdurchsätze erhält. In gewissen
Fällen,
wenn die Klappe zum Verändern
der Luftüberführung zwischen
den Kammern sich im Innern der Zentrale befindet, könnte jedoch
diese Umgehungsleitung weggelassen werden.
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Es ist auch denkbar, dass man in
gewissen Räumen,
in die Luft eingeblasen wird, eine Öffnung mit einfachem Durchsatz
verwendet. Es wäre
dann nicht möglich,
in diesen Räumen
eine wirkungsvolle Zwangsabkühlung,
Zwangsvorwärmung
oder Zwangsbelüftung
zu erhalten.