EP0743494B1 - Verfahren zur Steuerung des Innenklimas unter Einschluss der Funktionen Heizung, Lüftung, Kühlung, Luftbefeuchtung, Lufttrocknung, Ionisierung und Luftzufuhr - Google Patents

Verfahren zur Steuerung des Innenklimas unter Einschluss der Funktionen Heizung, Lüftung, Kühlung, Luftbefeuchtung, Lufttrocknung, Ionisierung und Luftzufuhr Download PDF

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    • F24F11/63—Electronic processing

Definitions

  • the invention relates to a method for the exact predetermination of temperatures and temperature zones. Controlling the indoor climate in small and medium-sized rooms is still very difficult because three separate devices are usually required. The reason for this is the absolute closeness of people in such rooms to the room enclosures, which according to today's design can be classified as radiation bodies due to their mass. In the most common cases, the distance between the room enclosures and the people using the room is too short, which leads to heat radiation from the building mass, which has a negative effect at high outside temperatures. If heat is required due to the low outside temperatures, the usual heating methods are used.
  • Air heat controllers such as DE-A-973747, are installed in airtight housings which resemble open fireplaces.
  • any central device but preferably a heat pump controlled, supplies fresh air conditioned in two or more temperature levels through a suitable air duct system with constant pressure, in order to store rooms, work rooms, workshops, schools, old people's homes, kindergartens, hospitals, living and sleeping - and common rooms, hotel rooms, shops, medical practices, offices, cafes, restaurants, shops and similar rooms to provide the conditions for an optimal indoor climate.
  • a very clear disadvantage of existing facilities for maintaining a good indoor climate is their lack of combination in a single device or a combined facility. Although good to very good thermal insulation is required, an air-temperature controller is extremely advantageous because it prevents ventilation losses and, through the targeted combination of several functions, becomes a universal device.
  • the present invention has for its object to avoid the above disadvantages. According to the invention, this is solved by the features of claim 1. Its advantages are based on the simple manual operation, which is actuated for the duration of the stay, or a partial or full automation with corresponding specifications of the control elements of the rotary controller 5 shown in the figure, which, depending on the type of use of the individual room, usually in is placed in the middle of the air thermostat.
  • the mixer controller 5 has the task of offering an intermediate air temperature between the two temperature levels and enriching it by rotating with a larger proportion of warmer supply air or in the opposite direction with a larger proportion of cooler supply air. By rotating through 90 ° in one direction or the other, the mixer controller can be closed partially and 4m as in the 4h positions.
  • the air-heat controller by continuously opening and closing the control slats 6d and 7d, and by rotating the eccentric 4d, the air-heat controller also becomes the ideal regulator of the indoor climate by opening and closing the air flow slide 4a.
  • the air volume control is in accordance with building regulations, in that the air supply is coordinated with the guidelines. Any conceivable air supply can be carried out within the required volumes according to current requirements and temperature requirements.
  • the manual switch is preferably used, which is inexpensive and easy to operate.
  • automatic circuits with interval and time switches and thermostats can expand the process.
  • all parts touched by the supply air flow are aerodynamically designed to avoid air noises and sound-absorbing air bellows are inserted into the transitions from the air duct system to the air-heat controller.
  • a simplified device can also be selected, the controller blades of which consist of displaceable perforated plates, the perforation of which allows different outflow openings by simple displacement or displacement, or rotatable tubes with different outflow openings, which are opened by rotation, or lifting and lowering or be closed.
  • the individual controllers are preferably designed for optimized function by the spatial Possibilities can be used as far as possible that large outflow openings Ensure good ventilation on several sides and induce extensive laminar flow lead which by the installation of air-permeable air directing elements (8) which at the same time heat accumulator and heat radiation body but in the sense of the invention Are air diffusers.
  • Intensive heat radiation can emanate from them through storable aggregates if radiant heat is desired.
  • Another idea of the invention is to bring about a largely laminar air flow, in that the supply air flows out from inside to outside if possible.
  • the suction openings are arranged as close as possible to windows or glass doors leading outwards in order to maintain the initial laminar flow, to be able to absorb falling air cooled on glass surfaces as well as rising air warmed up by solar radiation. If excessively high air temperatures are reached in rooms with high thermal loads, it may be advantageous to place additional suction openings in the ceiling or walls near them. Excess heat can be blown out or fed to heat recovery.
  • the use of fans is recommended pneumatically controlled speed controllers, which largely stabilize the air supply ensure in the air duct system so that malfunctions and underperformance are prevented become.
  • Air-thermostats prove themselves particularly well because the controllable air supply ever according to the number of people present, after standing or sitting and when leaving a room the air supply can be switched off, each room individually according to the size and number of control slats and the mixing volume controller can be supplied.
  • the understanding of this interpretation ranges from a minimal controller for storage rooms, corridors and hallways, low discharge heights for toddlers playing on the floor up to tall devices for rooms with busy public traffic or baths in shape of hot air showers. They are used in hot air treatment and relaxation rooms, conserveatories and on patios as radiant bodies.
  • the construction and functionality is the individual actuation of the possible slat positions optimized. This means that only the necessary air change is required for every operating situation. Under these operating conditions, the supply air can be more carefully filtered and processed than with conventional systems.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur exakten Vorbestimmung von Temperaturen und Temperaturzonen.
Die Steuerung des Innenklimas in kleinen und mittelgrossen Räumen bereitet noch immer grosse Schwierigkeiten, denn es werden meistens drei separate Einrichtungen benötigt. Ursache hierfür ist die absolute Nähe der Menschen in solchen Räumen zu den Raumumschliessungen, welche nach heutiger Bauweise wegen ihrer Masse als Strahlungskörper einzustufen sind. Die in den häufigsten Fällen zu geringe Entfernung zwischen den Raumumschliessungen und den einen Raum benutzenden Menschen führt zur Wärmestrahlung aus der Baumasse, welche sich bei hohen Aussentemperaturen negativ bemerkbar macht. Wird wegen der niedrigen Aussentemperaturen Wärmezufuhr notwendig, bedient man sich der üblichen Heizverfahren. In gut bis sehr gut wärmegedämmten Gebäuden kann auf die übliche Warmwasserheizung mit ihrem niedrigen Wirkungsgrad verzichtet werden, indem man sich des Luft-Wärmereglers bedient, der in seiner Struktur die Funktionen Heizen, Lüften, Kühlen, Befeuchten, Trocknen und Jonisieren der Raumluft als übergeordneten Erfindungsgedanken übernimmt.
Luft-Wärmeregler, wie z.B. DE-A-973747, werden in luftdichte Gehäuse eingebaut, welche offenen Kaminen ähneln. Sie begründen ihre Universalität, indem ein beliebiges Zentralgerät, vorzugsweise aber eine Wärmepumpe gesteuert in zwei oder mehrere Temperaturstufen aufbereitete Frischluft durch ein geeignetes Luftkanalsystem mit gleichbleibendem Druck liefert, um in Vorratsräumen, Arbeitsräumen, Werkstätten, Schulen, Altenheimen, Kindergärten, Krankenhäusern, Wohn-Schlaf- und Aufenthaltsräumen, Hotelzimmern, Läden, Arztpraxen, Büros, Cafes, Restaurants, Läden und ähnlichen Räumen die Voraussetzungen für optimales Innenklima zu erbringen.
Ganz deutlicher Nachteil bestehender Einrichtungen zur Verstetigung guten Innenklimas ist deren fehlende Kombination in einem einzigen Gerät, bzw. einer kombinierten Einrichtung. Wenngleich gute bis sehr gute Wärmedämmung verlangt wird, ist ein Luft-Wärmeregler überaus vorteilhaft, weil er Lüftungsverluste verhindert und durch die gezielte Zusammenfassung mehrerer Funktionen zur Universaleinrichtung wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nachteile zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Seine Vorteile beruhen auf der einfachen manuellen Bedienung, welche jeweils für die Dauer des Aufenthalts betätigt wird, oder eine Teil- bzw. Vollautomatisierung mit entsprechenden Vorgaben der Steuerungselemente drehbarer in der Figur dargestellten Mischregler 5, der je nach Nutzungsart des einzelnen Raums, im Regelfall in der Mitte des Luft-Wärmereglers plaziert wird.
Bei hohem Wärme- bzw. Luftbedarf werden im unteren Teil eine oder mehrere Reglerlamellen 6d eingebaut und bei höherem Bedarf an kühlerer Luft werden oberhalb des drehbaren Mischreglers 7d eingebaut, der vorzugsweise der Erneuerung der Atemluft dienen soll. Dem Mischregler 5 fällt die Aufgabe zu, zwischen den beiden Temperaturstufen noch eine Zwischenlufttemperatur anzubieten, und diese durch Drehung mit einem grösseren Anteil wärmerer Zuluft oder in entgegengesetzter Richtung mit einem grösseren Anteil kühlerer Zuluft anzureichem. Durch Drehung um 90° in der einen oder anderen Richtung lässt sich der Mischregler, wie in den Stellungen 4h teilweise und 4m ganz schliessen.
Der Luft-Wärmeregler wird nach einem weiteren Erfindungsbeispiel durch stufenloses öffnen und Schliessen der Reglerlamellen 6d und 7d, sowie durch die Drehung des Excenters 4d, ebenfalls zum öffnen und Schliessen des Luftmengenschiebers 4a zum idealen Regulator des Innenklimas.
Neben der möglichen Schichtung der einzelnen Lufttemperaturen aus dem kombinierbaren Luftricht-Wärmespeicher-und Wärmestrahlungselement 8, das gleichzeitig als Diffusor dient, können durch unterschiedlichen öffnung der Reglerlamellen sich unterscheidende Luftaustrittsgeschwindigkeiten erzeugt werden, welche zumindest im Nahbereich des Luft-Wärmereglers wirksam werden.
Nach einem weiteren Beispiel ist die Luftmengensteuerung nach baurechtlichen Bestimmungen, indem die Luftzufuhr auf die Richtlinien abgestimmt wird. Innehalb der geforderten Volumina kann nach aktuellem Bedarf, und Temperaturwunsch jede denkbare Luftversorgung vorgenommen werden. Vorzugsweise bedient man sich der Handschaltung, welche preiswert ist und sich einfach bedienen lässt. Es können aber auch Automatikschaltungen mir Intervall- und Zeitschaltuhren und Thermostaten das Verfahren erweitem.
Nach einem weiteren Erfindungsbeispiel werrden alle von der Zuluftströmung berührten Teile zur Vermeidung von Luftgräuschen aerodynamisch gestaltet und in die übergänge vom Luftkanalsystem zum Luft-Wärmeregler schallhemmende Luftbälge eingesetzt.
Für Räume mit geringeren Ansprüchen kann auch ein vereinfachtes Gerät gewählt werden, dessen Reglerlamellen aus verschiebbaren Lochblechen besteht, deren Lochung durch einfache Verschiebung oder Versetzen unterschiedliche Ausströmöffnungen freigibt, oder ineinander drehbare Rohre mit unterschiedlich grossen Ausströmöffnungen, welche durch Drehung, bzw. Heben und Senken geöffnet oder geschlossen werden.
Die einzelnen Regler sind vorzugsweise auf optimierte Funktion ausgelegt, indem die räumlichen Möglichkeiten soweit genutzt werden können, dass grossflächige Ausströmöffnungen nach mehreren Seiten eine gute Belüftung sichern und eine weitgehende Laminarströmung herbei führen, welche durch den Einbau von luftdurchlässigen Luftrichtelementen (8) welche gleichzeitig Wärmespeicher und Wärmestrahlungskörper aber im erfindungsgemässen Sinn Luftdiffusoren sind.
Von ihnen kann durch speicherfähige Zuschläge eine intensive Wärmestrahlung ausgehen, wenn Strahlungswärme erwünscht ist. Ein weiterer Erfindungsgedanke ist das Herbeiführen einer weitgehend laminaren Luftströmung, indem die Zuluft nach Möglichkeit von innen nach nach aussen ausströmt.
In normal belasteten Räumen werden die Ansaugöffnungen möglichst in der Nähe von Fenstem oder nach aussen führenden Glastüren angeordnet, um die anfängliche Laminarströmung aufrecht zu erhalten, an Glasflächen abgekühlte fallende Luft ebenso wie stark durch Sonneneinstrahlung erwärmte aufsteigende Luft aufnehmen zu können. Werden in Räumen mit hoher Wärmebelastung an einzelnen Stellen zu hohe Lufttemperaturen erreicht, kann es vorteilhaft sein, in deren Nähe zusätzliche Ansaugöffnungen in Decken oder Wänden zu plazieren. Entstehender Wärmeüberschuss kann ausgeblasen oder einer Wärmerückgewinnung zugeführt werden.
Zur Bewältigung überdurchschnittlichen Heiz- oder Kühlbedarfs können unter Einhaltung geltender Vorschriften zusätzliche Wärmequellen wie Wärmeaustauscher, Infrarotlampen bzw. -strahler oder ähnliche Heizeinrichtungen eingebaut werden. Gleiches gilt für höheren Kühlbedarf z.B. in Vorratsräumen. Um das Beispiel optimaler Zuluftqualität zu erweitern können Hochleistungsfilter, Luftbefeuchter, Lufttrockner, Jonisiergeräte und ähnliche Einrichtungen eingebaut werden. Unter diesen Vorbedingungen werden einzelne Zusatzgeräte überflüssig.
Nach einem weiteren Erfindungsbeispiel empfielt sich die Verwendung von Ventilatoren mit pneumatisch gesteuerten Drehzahlreglern, welche eine weitgehende Verstetigung des Luftangebots im Luftkanalsystem sicherstellen, damit Störungen und Minderleistungen verhindert werden.
Luft-Wärmeregler bewähren sich deshalb besonders gut, weil sich die regelbare Luftzufuhr je nach Zahl der anwesenden Personen, nach Tätigkeit im Stehen oder Sitzen einstellen lässt und beim Verlassen eines Raums die Luftzufuhr abgestellt werden kann, nach Grösse und Anzahl der Reglerlamellen und des Mischvolumenreglers jeder Raum individuell versorgt werden kann. Das Verständnis dieser Auslegung reicht von einem Minimalregler für Vorratsräume, Flure und Dielen, niedriger Ausströmhöhen für am Boden spielenden Kleinkindem bis zu hohen Geräten für Räume mit regem Publikumsverkehr oder Bädem in Form von Warmluftduschen. Verwendung finden sie in Warmluft-Behandlungs- und Erholungsräumen, Wintergärten und auf Terrassen als Strahlungskörper.
Die Bau- und Funktionsweise wird durch die Einzelbetätigung der möglichen Lamellenstellungen optimiert. Damit wird zu jeder Betriebssituation nur der notwendige Luftwechsel erforderlich. Unter diesen Betriebsbedingungen kann die Zuluft sorgfältiger gefiltert und aufbereitet werden als mit herkömmlichen Anlagen.
Bei Entsprechung zum Luftheiz- bzw. -kühlbetrieb ist zu jeder Zeit ein sehr sparsamer Betrieb sichergestellt und ein wesentlich angenehmeres Innenklima anzutreffen.
Begriffserklärung zur Zeichnung
1
Zuluftkanal (nicht gezeichnet)
2a
Warmluftteil
2b
Kaltluftteil
3
feststehende Trennzunge
4
Mischvolumenregler
4a
Luftmengenschieber
4b
Luftschieberführung
4c
Aussparung für Excenter
4d
Excenter
4e
Excenterwelle
4f
Flachfeder
4g
Excenterweg
4h
Luftmengenschieber halb offen
4k
Excenter in Offenstellung
4m
Luftmengenschieber in Geschlossenstellung
5
drehbarer Mischregler
5a
Drehachse
5b
Strecklamelle
5c
Gleitwange
5d
Gleitfläche
5e
Mischreglerweg
6
Vertikalrahmen des Lamellenreglers
6b
Horizontalrahmen des Lamellenreglers im Warmluftteil
6c
Horizontalrahmen unten
6d
Lamelle, 6d1 Lamelle geöffnet
6e
Lamellenanschlag
6f
Luftleitlamelle
7d
Lamelle
8
Diffusor
9a
Zuluftrichtung kalt
9b
Zuluftrichtung warm

Claims (9)

  1. Verfahren zur exakten Vorbestimmung von Temperaturen und Temperaturzonen, variablen Enstellung von Luftmengenauslässen zur Vollklimatisierung von vorwiegend mittelgrossen bis kleinen Räumen, wobei einem oder mehreren Luft-Wärmereglern für die Luftzufuhr nach erfolgter Vorgabe der Höchst- und Mindesttemperaturhöhe aufbereitete Luft zweier oder mehrerer Temperaturen getrennt zugeführt werden, mit deren höchster und niedrigster Stufe dem Bedarf an Wärme, bzw. Kühlung zum jeweiligen Zeitpunkt den Erwartungen der Raumbenutzer entsprochen wird und die durch getrennte und regelbare Mengen im jeweiligen Raum eine gleichbleibende oder sich unterscheidende Temperaturschichtung (-en) erzeugen lassen, wobei zwei oder mehrere einzeln zu betätigende dicht schliessende Reglerlamellen des Luft- Wärmereglers die Luftmengen und Lufttemperaturen durch manuelle, mechanische, pneumatische, oder elektromagnetische zu betätigende Öffnung, Teilöffnung oder Schliessung exakt vorbestimmen, welche in den Raum abgegeben werden und die durch eingebaute Leitbleche den Luftstrom vorregulieren, oder ausgleichen, sodass in einem unteren Teil des Luft-Wärmereglers grossflächig die wärmste Lufttemperatur verfügbar gemacht wird, in einem höheren Teil mittels einem drehbaren Mischreglers eine kühlere Lufttemperatur verfügbar gemacht wird und im oberen Teil des Luft-Wärmereglers nur kühlere Atemluft zugeführt wird, wobei durch die Zahl und die Stellung der geöffneten Reglerlamellen gleichzeitig unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten der einzelnen Temperaturstufen ermöglicht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der oder die Luft-Wärmeregler mit zwei oder mehreren Reglerlamellen und drehbaren Mischregler (-n) ausgestattet werden, dessen/deren Regelauftrag exakt vorausbestimmbar auf die Nutzungsweise des jeweiligen Raums gestaltet und montiert werden kann, sodass im Ganzjahresablauf mit vorausbestimmbaren Lufttemperaturen bzw. Lufttemperaturschichtungen und Luftmengen für unterschiedlichste Nutzungen, wie z. B. für Vorratsräume, Arbeitsräume, Werkstätten, Schulen, Altenheime, Kindergärten, Krankenhäuser, Sanatorien, Wohn-, Schlaf- und Auenthaltsräume, Hotelzimmer, Läden, Arztpraxen, Büros, Cafes, Restaurants, und ähnliche Räume, vorzugsweise handgeregelt, vollständig abschaltbar, auf Dauer- oder Minimalbetrieb eingestellt, in zeitlich vorbestimmbaren Intervallen schaltbar oder nur nach Belieben oder Bedarf mechanisch, pneumatisch oder elektromagnetisch betrieben werden kann, bzw. können.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die drehbaren Mischregler zusätzlich mit einem oder mehreren über oder nebeneinander angeordneten Luftmengenschieber (-n) ausgestattet werden, welche in einer Führung und einer Excentersteuerung oder ähnlichem Antrieb geöffnet oder geschlossen werden kann.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Luftwärmeregler an die Kaminbauweise angelehnt sind, jedoch nach persönlicher Note einer einheitlichen Innenarchitektur aus Edelhölzem, bzw. fumierten Holzbaustoffen bestehen, mit Tapeten, textilen Bespannungen versehen sein können oder verkleidet mit mineralischen Platten oder Formteilen bestehen, in eine Wand integriert, bzw. an eine Wand montiert mit grossflächigen Ausströmöffnungen nach einer, zwei oder drei Seiten versehen werden können, als Raumteiler mit gleichen Funktionen ausgebildet sind, in die als Auslassöffnungen luftdurchlässige Tafeln aus vorzugsweise verklebten oder aus Schüttungen sehr leichter bis schwerer mineralischer oder sonstiger Rundkömer, mit oder ohne dekorativen Belag eingebaut werden können, die als Luftrichtelemente, Wärmespeicher- oder Strahlungselemente zusammengesetzt sind, unterschiedliche Luftdurchlässigkeit aufweisen, um den Luftdurchgang mehr oder minder zu erschweren und über die Gesamtheit der Auslassöffnungen unterschiedliche Luftaustrittsgeschwindigkeiten hervorrufen können und in möglichst grossem querschnitt von einer Raumseite zur anderen die jeweils austretende Zuluft nahezu laminar einspeisen und die vorhandene Raumluft emeuem, dabei nach bestem Vermögen in die Nähe von Fenstem in einzubauende Ansaugöffnungen gelangen und dabei erwärmte oder abgekühlte aus dem Nahbereich von Fenstern und nach aussen führenden Glastüren, bzw. an Glasflächen abgekühlte fallende Luft aufnehmen, um in die Atmosphäre ausgestossen oder einer Wärmerückgewinnung durch Luftkanäle zugeführt zu werden.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass in mit Luft- Wärmereglern und Ansaugöffnungen ausgestatteten Räumen stark erwärmte Luft durch Drosselung der Luftgeschwindigkeit im oberen Luftaustrittsbereich nach oben steigen kann, sich in Ansaugöffnungen in Decken oder nahe plazierten Ansaugöffnungen in Wänden und Einbaueinrichtungen gezielt abgeleitet werden und damit unliebsamer Wärmeüberschuss abgewendet werden kann.
  6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wärmere oder kühlere Zuluft durch gelochte Tafeln mit unterschiedlich grossen Öffnungen verschieb- und versetzbar angeordnet sein können, welche als Zuluftbegrenzer programmierbar ausgebildet sind und durch entsprechende Bewegung mehr oder weniger Zuluft durchströmen lassen, bzw. ineinander drehbare Rohre mit unterschiedlich grossen öffnungen durch Drehbewegung die Zuluftmengen regeln.
  7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bereitstellung sehr hohen Heiz- bzw. Kühlbedarfs Heiz- oder Kühlschlangen, Einrichtungen zur Luftbefeuchtung, Lufttrocknung oder Luftjonisierer einbaubar sind.
  8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass zur Bereitstellung der jeweilig abrufbaren Luftmengen Ventilatoren mit programmierbarer Luftförderung durch Variation der Drehzahl mittels pneumatischer Steuerung durch Übertragung der Differenzen des erforderlichen Luftdrucks im Luftkanalsystem z. B. Vakuumbehälter oder andere geeignete Regelmechanismen, welche die Veränderung des Volumens mechanisch oder beispielsweise elektronisch auf den oder die Drehzahlregler des Ventilators oder der Ventilatoren überträgt, um ein konstantes Luftangebot zu sichern.
  9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum störungsfreien Betrieb der Luft-Wärmeregler optimal aufbereitete Frischluft verwendet wird.
EP96106496A 1995-04-29 1996-04-25 Verfahren zur Steuerung des Innenklimas unter Einschluss der Funktionen Heizung, Lüftung, Kühlung, Luftbefeuchtung, Lufttrocknung, Ionisierung und Luftzufuhr Expired - Lifetime EP0743494B1 (de)

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DE19515864A DE19515864A1 (de) 1995-04-29 1995-04-29 Verfahren zur Vorbestimmung von Temperaturen von Räumen
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EP0743494A2 EP0743494A2 (de) 1996-11-20
EP0743494A3 EP0743494A3 (de) 1998-07-29
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EP96106496A Expired - Lifetime EP0743494B1 (de) 1995-04-29 1996-04-25 Verfahren zur Steuerung des Innenklimas unter Einschluss der Funktionen Heizung, Lüftung, Kühlung, Luftbefeuchtung, Lufttrocknung, Ionisierung und Luftzufuhr

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