EP4261469A1 - Verfahren zum steuern eines lüftungssystems, lüftungssystem und steuervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum steuern eines lüftungssystems, lüftungssystem und steuervorrichtung Download PDF

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EP4261469A1
EP4261469A1 EP23165142.3A EP23165142A EP4261469A1 EP 4261469 A1 EP4261469 A1 EP 4261469A1 EP 23165142 A EP23165142 A EP 23165142A EP 4261469 A1 EP4261469 A1 EP 4261469A1
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EP
European Patent Office
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room
ventilation
ventilation system
air
flow
Prior art date
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Pending
Application number
EP23165142.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Skiba
Jan Strubel
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Viessmann Climate Solutions SE
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a ventilation system, a ventilation system and a control device for use in a ventilation system.
  • a setpoint of an air parameter that determines the air quality in the room can vary from room to room or from room section to room section.
  • the air parameter in a room can essentially be influenced by other influences, such as people present in the room, opened or closed windows and doors and the like.
  • the air quality which is determined by the air parameter, not only affects the feeling of comfort of a person present in the room in question, but can also influence their health, for example with regard to pathogens contained in the air or an insufficient supply of oxygen.
  • the ventilation system should achieve a desired air quality or a desired value of the air parameter that determines it as quickly as possible in order to, among other things, optimally accommodate a wide variety of uses of a room. Especially when there are a large number of people present in the room, controlling the ventilation system often requires adjusting the ventilation performance.
  • Another challenge for controlling the ventilation system is operation with resource-saving energy consumption, which not only affects the operating costs but also the service life of the ventilation system.
  • a method for controlling a ventilation system of a building with at least one room to be ventilated which includes at least one ventilation system for generating a ventilation flow, a ventilation duct system for distributing the generated ventilation flow and at least a first ventilation device coupled to the ventilation duct system ventilating first room of the building for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the first room, the method comprising providing a setpoint for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system in the first room, detecting an actual value of the air parameter to be controlled in the first room , a determination of a difference between the provided setpoint and the recorded actual value of the air parameter to be controlled in the first room and a control of the ventilation system depending on the determined difference of the first room, provided.
  • the first ventilation device comprises at least one supply air device for supplying the supply air flow and preferably an exhaust air device for discharging an exhaust air flow from the room to be ventilated in order to ensure sufficient air exchange in the first room.
  • the supply air and exhaust air devices of the first ventilation device can be arranged spatially separately from one another in or on the first room, but can also be provided together as a unit.
  • the supply air and/or the exhaust air device preferably comprise a blower unit or a valve unit, via the operating parameters of which the supply air flow or the exhaust air flow can be adjusted, for example a blower power of the blower unit or a valve position of the valve unit
  • the embodiments of the first ventilation device described above apply analogously to all other ventilation devices of the ventilation system.
  • the ventilation system centrally provides the ventilation flow generated by it, which is distributed across the ventilation duct system in the building and is provided to various ventilation devices as the basis for their respective supply air flow.
  • the ventilation system can generate the ventilation flow in different ways.
  • the ventilation system can preferably be operated in a recirculation mode, in which the ventilation system is returned to the ventilation system via the ventilation duct system via exhaust air removed from the first room (or any other room with a ventilation device of the ventilation system) by the first ventilation device and from there again as Ventilation flow is generated in the form of a circulating air flow.
  • the ventilation system preferably comprises a cleaning and/or a filter device for cleaning the discharged exhaust air before it is introduced back into the ventilation duct system as a generated ventilation flow.
  • the ventilation system can preferably be operated in a fresh air mode, in which the ventilation system is provided with fresh air from an environment of the building in order to generate the ventilation flow to be distributed via the ventilation duct system as a fresh air flow.
  • exhaust air discharged from the first room (or any further room with a ventilation device of the ventilation system) is preferably discharged into the surroundings of the building by the ventilation device.
  • the ventilation system preferably includes a cleaning and/or a filter device for cleaning the fresh air, for example in order to free it of pollen, dirt particles or pathogens from the surroundings of the building.
  • the ventilation system can also be operated in a mixed mode of recirculating air and fresh air mode, in which in a mixing device of the ventilation system the ventilation flow is made up of (preferably purified) fresh air from the environment and discharged (preferably purified) exhaust air from the first room or the ventilated rooms, whereby the respective advantages of the two basic operating states complement each other.
  • a room can also just be a section of room, especially for rooms with a floor area larger than 15m 2
  • the air parameter is a parameter that describes the condition of the air and can also be measured, which can be used in particular to indicate air quality.
  • a concentration or an amount of volatile organic compounds, a concentration or an amount of carbon dioxide or a concentration or an amount of oxygen in the air may be mentioned as non-limiting examples of the air parameter
  • a ventilation requirement can advantageously be quantified, which in turn enables a particularly resource-saving operation of the ventilation system, which, among other things, reduces operating costs and increases the service life of the ventilation system.
  • the operating performance of the ventilation system can be reduced as soon as the actual value sufficiently approaches the provided setpoint of the air parameter to be controlled.
  • the trust and sense of comfort of a user of the ventilation system can be improved by quickly reaching the desired setpoint.
  • ⁇ L n ⁇ L n , Should ⁇ L n , Is , if L n , Is on L n , Should elevated become should L n , Is ⁇ L n , Should , if L n , Is on L n , Should lowered become should .
  • ⁇ L n denotes the difference to be taken into account during the control, L n,Soll the setpoint provided and L n,Ist the recorded actual value of the air parameter L to be controlled in any room n of the building.
  • control direction that is preferably to be taken into account in the course of the method with the aim of increasing or decreasing the air parameter to be controlled.
  • the dependence on the determined difference when controlling the ventilation system is not limited to a direct linear dependence, such that any mathematical expressions based on the determined difference can also be used, such as an amount of the determined difference or any pth power the determined difference (with p ⁇ 2).
  • controlling the ventilation system includes setting one or more operating parameters of the ventilation system that influence ventilation operation of the ventilation system, at least as a function of the determined difference in the first room.
  • controlling the ventilation system or setting the one or more operating parameters of the ventilation system that influence the ventilation operation of the ventilation system preferably includes setting an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow, in particular for regulating a volume flow of the generated ventilation flow, depending on the determined difference in the ventilation system first room and / or setting an operating parameter of the first ventilation device that regulates a volume flow of the supply air flow to be supplied to the first room depending on the determined difference of the first room and / or setting an operating parameter that determines an operating state of the ventilation system, the operating state via the operating parameter at least between the recirculating air, the fresh air mode and particularly preferably between the recirculating air, the fresh air and the mixed mode can be switched.
  • the method preferably has several adjusting screws available for controlling the ventilation system, the adjustment of which is intended to minimize a deviation between the recorded actual value and the desired setpoint of the air parameter to be controlled in the first room based on the determined difference.
  • the setpoint provided in the first space is predetermined as a function of time.
  • the ventilation system can be controlled based on actual and generally time-varying needs, in the course of which, among other things, different setpoints can be specified at different times of the day.
  • the ventilation system is additionally controlled depending on the setpoint provided.
  • the ventilation system is additionally controlled depending on an actual value of the air parameter in an area surrounding the building.
  • a state of outside air can be taken into account when controlling the heating system, in particular in fresh air or mixed operation of the ventilation system, so that, for example, in mixed operation, an amount of fresh air added can be reduced if excessive addition has a negative impact on reaching the setpoint the air parameter to be controlled in the first room, for example if the outside air is polluted.
  • the air parameter to be controlled is preferably a concentration or an amount of carbon dioxide, which can have a sleep-inducing or even toxic effect if the concentration is too high.
  • the building has N additional rooms to be ventilated, with N ⁇ 1, the ventilation system for each of the N additional rooms having at least one additional ventilation device of the respective additional room to be ventilated, coupled to the ventilation duct system, for supplying a ventilation flow generated on the ventilation flow based supply air flow into the respective further room, and wherein the method for each of the N further rooms includes providing a setpoint for the air parameter to be controlled by means of the ventilation system in the respective further room, detecting an actual value of the air parameter to be controlled in the respective further room and includes determining a difference between the setpoint provided and the recorded actual value of the air parameter to be controlled in the respective further room, the ventilation system also being controlled depending on the determined differences in the N further rooms
  • an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow in particular the operating parameter that regulates the volume flow or the one that determines the operating state
  • Operating parameters depending on the differences determined, preferably depending on a weighted or an unweighted average from all differences determined.
  • the operation of the ventilation system can be adapted to an overall ventilation requirement in the building, for example to provide a ventilation flow that is sufficient to provide all the supply air flows required to achieve the respective setpoint
  • the method further comprises determining a maximum unweighted difference from a set of unweighted differences, comprising the determined difference of the first room and the determined differences of the N additional rooms, the ventilation system being controlled depending on the determined maximum unweighted difference , and in particular includes setting an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow, in particular the operating parameter that regulates the volume flow or the operating parameter that determines the operating state, depending on the determined maximum unweighted difference
  • the set of unweighted differences is a set that includes an amount of the determined difference in the first room and amounts of the determined differences in the N further rooms
  • the maximum unweighted difference ⁇ L max used to control the ventilation system can be specified in an equational and non-restrictive manner according to Equation 1, whereby in the sense of the sign convention mentioned above, an increase in the air parameter to be controlled to a desired setpoint with the help of the ventilation system is assumed below as an example and not in a restrictive manner shall be.
  • ⁇ L Max Max n L n
  • Is , n 1 . . N + 1
  • L n,Soll describes the setpoint of the air parameter L to be controlled in an nth room of the N+1 rooms of the building and L n,Ist describes the actual value of the air parameter L to be controlled in the nth room.
  • the ventilation system will react particularly effectively to a ventilation requirement amounting to the maximum (unweighted) difference, which acts as a reference variable when controlling the ventilation system.
  • the associated room is also referred to as the management room. This ensures that the ventilation system is operated in such a way that even in the room with the highest deviation between the setpoint and actual value, the desired setpoint is reached and maintained comparatively quickly, meaning that the operating performance of the ventilation system is sufficient in order to achieve the desired setpoint comparatively quickly, even in the room with the highest deviation.
  • the method includes, for each of the N additional rooms, providing a weighting factor for the respective additional room, determining a weighted difference for the respective additional room by weighting the determined difference in the respective additional room with the weighting factor provided, whereby the The method further includes providing a weighting factor for the first room, determining a weighted difference for the first room by weighting the determined difference of the first room with a provided weighting factor for the first room and determining a maximum weighted difference from a set of weighted differences, comprising the determined weighted difference of the first room and the determined weighted differences of the N further rooms, and wherein the ventilation system is controlled depending on the determined maximum weighted difference
  • L n,Soll describes the setpoint of the air parameter L to be controlled in an nth room of the N+1 rooms of the building
  • L n,Ist describes the actual value of the air parameter L to be controlled in the nth room
  • g n the weighting factor in the n -th room.
  • the function Y takes over the mathematical weighting of the first function argument (the difference in the nth space) with the second function argument (weighting factor) and can be set, for example and not restrictively, according to one of equations 3 or 4, which take a linear and a quadratic consideration describe the difference.
  • weighting factor is not limited to the exemplary weighting by multiplication above, but can also be used as an exponent of the difference, for example in the form of (
  • the weighting factor designated above as an example with g n , can, for example, assume values between “0" and "1", where "1" denotes the highest and "0" the lowest weighting, with a difference determined in a space, for example according to equation 3 is multiplied by the weighting factor provided for this space.
  • the different rooms can be prioritized, in the course of which a deviation from the setpoint in a high-priority room is more significant when controlling the ventilation system than a quantitatively the same deviation in a low-priority room.
  • the method further comprises determining a maximum setpoint of the air parameter to be controlled from a set of setpoints, consisting of the setpoint provided in the first room and the setpoints provided in each of the N further rooms, the ventilation system also being controlled depending on of the determined maximum setpoint value
  • the respective target values of a room can preferably also be weighted with the weighting factor provided for the room.
  • a ventilation system for use in a building with at least one room to be ventilated, which has at least one ventilation system for generating a ventilation flow, a ventilation duct system for distributing the generated ventilation flow, a first ventilation device coupled to the ventilation duct system of a room to be ventilated first room of the building for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the first room, a control device for controlling the ventilation system, a first setpoint generator coupled to the control device for providing a setpoint for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system in the first room and one with the first air sensor device coupled to the control device for detecting an actual value of the air parameter to be controlled in the first room, the control device being set up to control the ventilation system depending on a difference determined by the control device between the setpoint provided by the first setpoint generator and that detected by the first air sensor device To control the actual value of the air parameter to be controlled in the first room.
  • the ventilation system according to the second aspect of the invention is therefore suitable for carrying out the method according to the first aspect of the invention and correspondingly offers the associated advantages already described above.
  • the first and all further setpoint generators can include, for example, a human-machine interface (HMI), a rotary controller, a slider, or a digital input.
  • HMI human-machine interface
  • rotary controller a rotary controller
  • slider a slider
  • digital input a digital input.
  • the first and all further air sensor devices are CO 2 sensors for detecting a concentration or an amount of carbon dioxide in the air.
  • the control device preferably comprises a microprocessor, a programmable logic circuit or the like, such that the difference to be determined is preferably determined digitally by the control device.
  • control device is set up in the course of controlling the ventilation system to set one or more operating parameters of the ventilation system that influence ventilation operation of the ventilation system, at least as a function of the difference in the first room determined by the control device.
  • control device is preferably coupled to the ventilation system and, in the course of controlling the ventilation system, is set up to set an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow, in particular for regulating a volume flow of the generated ventilation flow, depending on the determined difference in the first room.
  • control device can be coupled to the first ventilation device and, in the course of controlling the ventilation system, can be set up to adjust a volume flow of the supply air flow to be supplied to the first room, regulating operating parameters of the first ventilation device depending on the determined difference in the first room.
  • the first setpoint generator preferably specifies the setpoint in the first room as a function of time.
  • control device is set up to additionally control the ventilation system depending on the setpoint provided by the setpoint generator in the first room.
  • the ventilation system comprises an outside air sensor device coupled to the control device, which is set up to detect the air parameter in an environment of the building, in particular if the ventilation system is provided with fresh air from the environment for a fresh air or mixed operation, the control device further being set up for this purpose is to additionally control the ventilation system depending on an actual value of the air parameter detected by the outside air sensor device.
  • the building has N additional rooms to be ventilated, with N ⁇ 1, the ventilation system for each of the N additional rooms having at least one additional ventilation device of the respective additional room to be ventilated, coupled to the ventilation duct system, for supplying a ventilation flow based on the generated ventilation flow Supply air flow into the respective further room, a further setpoint generator coupled to the control device for providing a setpoint for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system in the respective further room and at least one further air sensor device coupled to the control device for detecting an actual value of the air parameter to be controlled in the respective further room Room, and wherein the control device is set up to determine for each of the N further rooms a respective difference between the setpoint provided by the further setpoint generator and the actual value detected by the further air sensor device in the respective further room and is further set up to additionally control the ventilation system in To control the dependence of the determined differences of the N additional rooms.
  • the setpoint generators can preferably be designed in a common setpoint generator device, which is provided, for example, centrally in the building and gives a user the opportunity to centrally set the setpoint values in all rooms on this setpoint generator device, the setpoint generator device preferably having an input unit for includes digital input of the setpoints for one or more rooms of the room groups
  • control device is preferably set up to determine a maximum unweighted difference from a set of unweighted differences, comprising the determined difference of the first room and the determined differences of the N additional rooms, and the ventilation system depending on the determined maximum unweighted difference to control.
  • control device is set up to set an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow, in particular for regulating a volume flow of the generated ventilation flow, depending on the determined maximum unweighted difference.
  • the ventilation system preferably comprises a prioritization device in which weighting factors for the first and for each of the N additional rooms are stored, which can be called up by the control device, in particular on a storage medium of the prioritization device.
  • the control device is set up to determine a weighted difference for the first room and weighted differences for each additional room by weighting the determined difference in the first room or in the respective additional room with the respective weighting factor stored for the room.
  • the control device is set up to determine a maximum weighted difference from a set of weighted differences, comprising the determined weighted difference of the first room and the determined weighted differences of the N additional rooms, and the ventilation system depending on the determined maximum weighted difference to control.
  • weighting factors are to be understood as numerical factors, which in the present case (and not as a limitation) can assume values between “0" and “1", with the value "1" corresponding to the highest weighting
  • the prioritization device can be designed as part of the control device or can be provided separately and correspondingly coupled to the control device.
  • the weighting factors for the individual rooms stored in the prioritization device can be stored via a variety of input devices and on the basis of a variety of assignment guidelines.
  • the prioritization device preferably comprises an input device via which the weighting factors for each room to be ventilated can be entered by a user in the form of a prioritization level.
  • the input device is set up to provide the user with the prioritization levels “no priority”, “low priority”, “medium priority” and “high priority” for selection for each room to be ventilated, which, after input by the user, are converted into associated weighting factors, for example Example “0", "0.25", "0.5” and "1" are implemented and stored in the prioritization device for retrieval.
  • the input device can alternatively or additionally be used to enter a size of the room to be ventilated, in particular a base area or a volume of the room to be ventilated, from which an associated weighting factor is determined based on an assignment rule.
  • a room with a floor area of less than 10 m 2 could have a weighting factor of "0.25"
  • a room with a floor area larger than 15 m 2 a weighting factor of "1" can be assigned.
  • the prioritization device alternatively or additionally comprises one or more detection devices that are set up to detect the presence of a person in a respective room assigned to the detection device, wherein the prioritization device is set up to determine the weighting factor for rooms with a detection device depending on a detection result.
  • a weighting factor of "0.5" can be stored as standard for a room to be ventilated, with this being set to the value "1" in the event of a positive detection result from the detection device in said room (person present).
  • the prioritization device can alternatively or additionally be set up to determine the weighting factor of a room to be ventilated based on a maximum supply air volume flow that can be implemented by the respective ventilation device of the room.
  • control device is set up to determine a maximum setpoint of the air parameter to be controlled from a set of setpoints, consisting of the setpoint provided by the setpoint first setpoint generator in the first room and the setpoints provided by the further setpoint generators in each of the N further rooms .
  • a control device for use in a ventilation system according to the second aspect of the invention is provided
  • Fig. 1 shows schematically a first exemplary embodiment of the ventilation system 100 according to the invention.
  • the ventilation system 100 includes a ventilation system 10 for generating a ventilation flow, a ventilation duct system 20 for distributing the generated ventilation flow, a first ventilation device 31 coupled to the ventilation duct system 20 of a first room 30 of the building to be ventilated for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the first room 30, a controller 40 for controlling the ventilation system 100, a setpoint generator 41 coupled to the controller 40 for providing a desired value for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system 100 in the first room 30 and an air sensor 32 coupled to the controller 40 for detecting a Actual value of the air parameter to be controlled in the first room 30.
  • the ventilation system 10 is set up to be operated in a fresh air mode, a recirculation mode or a mixed mode and for the latter includes a mixing device 11.
  • the ventilation system 10 is connected to an environment 200 of the building and can, on the one hand, receive fresh air from this and, on the other hand, from it exhaust air discharged from the first room 30 through the ventilation device 31 into this.
  • recirculation mode there is no exchange of air between the ventilation system 10 and the environment 200.
  • the mixing device 11 is set up to proportionally mix exhaust air and fresh air in order to provide the ventilation flow.
  • the mixing device 11 preferably further comprises a cleaning filter, not shown here, in order to clean the exhaust air mixed into the fresh air during the mixing operation.
  • the ventilation flow generated by the ventilation system 10 is at least partially directed via the ventilation duct system 20 to the ventilation device 31 of the first room 30.
  • the Ventilation device 31 introduces the supply air flow based on the ventilation flow provided by ventilation duct system 20 into first room 30. This is done via a supply air device, not shown here, of the ventilation device 31.
  • the ventilation device 31 preferably comprises an exhaust air device, not shown here, in order to remove air from the first room 30 and thus, in interaction with the supply air flow, to bring about an air exchange in the first room 30.
  • the air sensor 32 is set up to detect the air parameter to be controlled by measuring it.
  • the air parameter in the present case is, by way of example and not by way of limitation, a carbon dioxide concentration, which is crucial for air quality in closed rooms, especially when people are in them.
  • the air sensor 32 is designed as a carbon dioxide sensor.
  • the ventilation system 100 is generally not limited to one air sensor or one air sensor device per room. Each room preferably has a plurality of air sensor devices, the actual value of the air parameter to be controlled used to determine the difference being preferably an average of actual values recorded by the plurality of air sensor devices
  • the controller 40 is coupled at least to the ventilation system 10, the setpoint generator 41 and the air sensor 32 and is set up to control the ventilation system 100 or the ventilation system 10 depending on a difference determined by the controller 40 between the setpoint provided by the setpoint generator 41 and the by to control the actual value of the air parameter to be controlled in the first room 30 detected by the air sensor 32.
  • the controller 40 is set up to set an operating parameter of the ventilation system 10 that regulates the generated ventilation flow depending on the determined difference in the first room 30.
  • the ventilation system 100 thus offers the possibility of achieving a desired setpoint of the air parameter to be controlled in the first room 30 comparatively quickly and also keeping it stable, with a particularly resource-saving operation of the ventilation system 100, which, among other things, reduces operating costs and extends the service life of the ventilation system 100 can be increased.
  • Fig. 2 shows schematically a second embodiment of the ventilation system 100 according to the invention of a building with two rooms to be ventilated, a first room 30 and a second, further room 30b.
  • the ventilation system 100 includes a ventilation system 10 for generating a ventilation flow, a ventilation duct system 20 for distributing the generated ventilation flow, a first ventilation device 31 of the first room 30 of the building to be ventilated, coupled to the ventilation duct system 20, for supplying a ventilation flow based on the generated ventilation flow supply air flow into the first room 30, a second ventilation device 31b, coupled to the ventilation duct system 20, of the second room 30b of the building to be ventilated for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the second room 30b, a controller 40 for controlling the ventilation system 100, a a first setpoint generator 41 coupled to the controller 40 for providing a target value for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system 100 in the first room 30, a second setpoint generator 41b coupled to the controller 40 for providing a target value for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system 100 in the second Room 30b, a first air sensor 32 coupled to the controller 40 for detecting an actual value of the air parameter to be controlled in the first room 30
  • the ventilation system 10 is preferably analogous to the ventilation system of the first exemplary embodiment Fig. 1 constructed
  • the ventilation flow generated by the ventilation system 10 is distributed over the ventilation duct system 20 and is provided to the two ventilation devices 31, 31b as a basis for the respective supply air flow.
  • the ventilation devices 31, 31b can be designed in the same way as the ventilation device of the first exemplary embodiment Fig. 1 .
  • the controller 40 is coupled at least to the ventilation system 10, the setpoint generators 41, 41b and the air sensors 32, 32b and is set up to control the ventilation system 100 or the ventilation system 10 depending on differences determined by the controller 40 between the setpoint generator 41 , 41b provided setpoint and the actual value of the air parameter to be controlled in the first and second rooms 30, 30b detected by the respective air sensor 32, 32b.
  • the controller 40 is specifically set up to determine the maximum difference from the determined differences according to the following equation 5, which serves as a reference variable when controlling the ventilation system 100, such that the controller 40 is set up to control the ventilation system 100 or the ventilation system 10 to be controlled depending on the maximum difference determined.
  • ⁇ L Max Max L 1 , Should ⁇ L 1 , Is , L 2 , Should ⁇ L 2 , Is
  • ⁇ L max denotes the maximum - in this case unweighted - difference, L 1, setpoint and L 2, setpoint the setpoint values of the first and second setpoint generators 41, 41b and L 1, actual and L 2, is the recorded actual values of the first and second second air sensor 32, 32b.
  • ⁇ L max serves as a reference variable for the controller 40.
  • the controller 40 is set up to set an operating parameter of the ventilation system 10 that regulates the generated ventilation flow as a function of the determined maximum difference ⁇ L max .
  • the associated room 30 or 30b is also referred to as the management room. This can ensure that the ventilation system 100 is operated in such a way that even in the room with the highest deviation between the setpoint and actual value, the desired setpoint is reached and maintained comparatively quickly, meaning that the operating performance of the ventilation system 100 or the ventilation system 10 is sufficient in order to achieve the desired target value even in the room with the said highest deviation.
  • Fig. 3 shows schematically a third embodiment of the ventilation system 100 according to the invention in the form of a pneumatic circuit diagram.
  • the ventilation system 100 includes a ventilation system 10 for generating a ventilation flow, a ventilation duct system (not marked here) for distributing the generated ventilation flow, a first ventilation device 31 coupled to the ventilation duct system 20 of a first room 30 of the building to be ventilated for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow in the first room 30, a control 40 for controlling the ventilation system 100, a setpoint generator (not shown here) coupled to the control 40 for providing a setpoint for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system 100 in the first room 30 and an air sensor coupled to the control 40 32 for recording an actual value of the air parameter to be controlled in the first room 30.
  • the bold lines designate connecting channels between the individual components of the ventilation system 100, with the arrows shown as triangles indicating corresponding flow directions of the air in the ventilation system 100.
  • the ventilation system 10 in the present case comprises a first blower unit 12, a second blower unit 13, a mixing device 11 and an air temperature controller 14.
  • the first blower unit 12 is set up to convert a volume flow in the direction of the first room 30 to be ventilated, whereas the second blower unit is designed to convert a volume flow is set up towards an environment 200 of the building (directed away from the first room 30 to be ventilated).
  • the ventilation system 10 is connected to the environment 200 of the building via appropriate connecting channels and is, in the present case, set up to be operated in a fresh air mode, a recirculated air mode or a mixed mode.
  • the ventilation system 10 can, on the one hand 200 fresh air is obtained from the environment and, on the other hand, exhaust air removed from the first room 30 is removed into this.
  • the mixing device 11 is set up in the given pneumatic network to determine the operating state (fresh air, recirculated air or mixed operation) of the ventilation system 10 by adjusting the valve positions of valve flaps 15 (not all valve flaps are provided with the reference number 15) and also a mixing ratio between Fresh air and exhaust air must be adjusted during mixed operation. If, for example, the top and bottom valve flaps 15 of the mixing device 11 are closed (middle valve flap 15 remains open), then there is a recirculation mode in which the first blower unit 12 circulates the air in the ventilation system 100 without, for example, fresh air from the environment 200 being mixed in .
  • a volume flow of the ventilation flow in the ventilation system 100 can be adjusted via the blower units 12, 13 coupled to the controller 40, in the course of which a blower power of one or both blower units 12, 13 is adjusted.
  • the air temperature controller 14 of the ventilation system 100 is set up to control the temperature of the ventilation flow generated as a basis for the supply air flow for the first room 30 and is preferably also set up to adjust the humidity of the ventilation flow.
  • the ventilation device 31 for the first room comprises a lower supply air opening for supplying the supply air flow into the first room 30 and an upper exhaust air opening for removing exhaust air from the first room 30. Furthermore, the ventilation device comprises a temperature sensor 33, which is set up to generate an actual value of the Measure the temperature (T) of the supply air flow and provide it to the controller 40.
  • the air sensor 32 Arranged in the first room 30 is the air sensor 32, which in the present case is set up to measure both an actual value of a carbon dioxide concentration (CO 2 ) and an actual value of an air temperature (T) in the first room 30 and to provide these to the controller 40.
  • CO 2 carbon dioxide concentration
  • T air temperature
  • the air parameter to be controlled by the ventilation system is the carbon dioxide concentration.
  • the ventilation system 100 is set up to always control a second air parameter in the first room 30, which in this case is the air temperature.
  • the ventilation system further comprises a temperature setpoint generator, not shown, for providing a setpoint for the air temperature in the first room 30.
  • the control 40 of the ventilation system includes a first control unit 40a for taking over the functionalities with regard to the air parameter of the carbon dioxide concentration to be controlled and a second control unit 40b for taking over the functionalities with regard to the second air parameter of the air temperature to be controlled.
  • the first control unit 40a is coupled at least to the blower units 12, 13 and the mixing device 11 of the ventilation system 10 as well as to the setpoint generator (not shown) and the air sensor 32 and is set up to control the ventilation system 10, in particular the blower units 12, 13 and the mixing device 11. depending on a difference determined by the first control unit 40a between the setpoint provided and the actual value of the carbon dioxide concentration in the first room 30 detected by the air sensor 32.
  • the first control unit 40a is set up to set a blower power of one or both blower units or to set an operating state of the ventilation system 10 by adjusting the valve positions of the valve flaps 15 of the mixing device 11 and / or to set a mixing ratio between exhaust air and fresh air in mixed operation.
  • the second control unit 40b is coupled at least to the air temperature controller 14 and the temperature setpoint generator (not shown), the air sensor 32 and the temperature sensor 33 and is set up to control the ventilation system 10, in particular the air temperature controller 14, depending on a difference between the provided and determined by the second control unit 40b Temperature setpoint and the actual value of the air temperature in the first room 30 detected by the air sensor 32.
  • the second control unit 40b is set up to set an operating parameter of the air temperature controller 14 that regulates the temperature of the supply air flow.
  • the second control unit 40b is preferably set up to control the air temperature controller 14 in additional dependence on the actual value of the temperature of the supply air flow detected by the temperature sensor 33.
  • a carbon dioxide concentration in the first room 30, which primarily determines the air quality can advantageously be controlled particularly efficiently, without a drop in the air temperature in the first room 30, which may be perceived as uncomfortable, for example by supplying significant amounts colder and unheated fresh air from the environment.
  • Fig. 4 shows a schematic flow diagram of a first exemplary embodiment of the method according to the invention for controlling a ventilation system.
  • the ventilation system comprises at least one ventilation system for generating a ventilation flow, a ventilation duct system for distributing the generated ventilation flow and at least one first ventilation device, coupled to the ventilation duct system, of a first room of a building to be ventilated for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the first room;
  • step S11 a setpoint value is provided for an air parameter to be controlled by the ventilation system in the first room.
  • step S12 an actual value of the air parameter to be controlled in the first room is recorded.
  • step S13 a difference is determined between the setpoint provided from step S11 and the recorded actual value of the air parameter to be controlled in the first room from step S12.
  • step S14 the ventilation system is controlled depending on the determined difference in the first room from step S13, preferably comprising step S14.1, in which an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow is set depending on the determined difference in the first room, in particular for regulating a volume flow of the generated ventilation flow depending on the determined difference.
  • the above method has the advantage that by controlling the ventilation system depending on the determined difference in the first room, an optimized control of the air parameter there is implemented for the first room, in the course of which a desired value (setpoint) of the air parameter is achieved comparatively quickly and this can also be kept stable.
  • a ventilation requirement can advantageously be quantified, which in turn enables a particularly resource-saving operation of the ventilation system, which, among other things, reduces operating costs and increases the service life of the ventilation system.
  • Fig. 5 shows a schematic flow diagram of a second exemplary embodiment of the method according to the invention for controlling a ventilation system.
  • the ventilation system is intended for use in a building with N+1 (at N ⁇ 1) rooms to be ventilated and comprises a ventilation system for generating a ventilation flow, a ventilation duct system for distributing the generated ventilation flow and at least a first ventilation device coupled to the ventilation duct system ventilating first room of the building for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the first room and for each of the N further rooms at least one further ventilation device coupled to the ventilation duct system of the respective further room to be ventilated for supplying a supply air flow based on the generated ventilation flow into the respective additional room.
  • step S21 a setpoint value is provided for an air parameter to be controlled by means of the ventilation system in the first room and for each of the N additional rooms providing a respective setpoint value for the air parameter to be controlled by means of the ventilation system in a respective further room.
  • step S22 an actual value of the air parameter to be controlled is detected in the first room and, for each of the N further rooms, a respective actual value of the air parameter to be controlled is detected in the respective further room.
  • step S23 differences are determined between the setpoint values provided room by room from step S21 and the recorded actual values of the air parameter to be controlled from step S22 for each of the N+1 rooms.
  • step S24 the ventilation system is controlled depending on the differences in the N+1 rooms determined in step S23, preferably comprising step S24.1, in which an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow is set depending on the determined differences in the N+ 1 rooms takes place, in particular depending on an average value of the differences determined between the N + 1 rooms.
  • step S25 there is a pause of a predetermined length before a repeated process begins starting from step S22. In this way, continuous control of the ventilation system over time can be made possible.
  • Fig. 6 shows a schematic flow diagram of a third exemplary embodiment of the method according to the invention for controlling a ventilation system.
  • the ventilation system corresponds to that in the course of Fig. 4 ventilation system described.
  • step S34 a maximum unweighted difference is determined from a set of unweighted differences, comprising the differences of the N+1 rooms determined in step 33.
  • step S35 the ventilation system is controlled depending on the maximum unweighted difference determined in step S34, preferably comprising step S35.1, in which an operating parameter of the ventilation system that regulates the generated ventilation flow is set depending on the determined maximum unweighted difference.
  • step S36 a pause of a predetermined length takes place before a repeated process begins starting from step S32. In this way, continuous control of the ventilation system over time can be made possible.
  • the above method has the advantage that the ventilation system is particularly targeted at a ventilation requirement equal to the maximum (unweighted) difference will react, which therefore acts as a reference variable when controlling the ventilation system. This can ensure that the ventilation system is operated in such a way that even in the room with the highest deviation between the setpoint and actual value, the desired setpoint is reached and maintained comparatively quickly, i.e. a The operating performance of the ventilation system is sufficient to achieve the desired setpoint even in the room with the highest deviation.

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Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Lüftungssystems 100 eines Gebäudes mit zumindest einem zu belüftenden Raum, das zumindest eine Lüftungsanlage 10 zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem 20 zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms und zumindest eine erste, an das Lüftungskanalsystem 20 angekoppelte Lüftungsvorrichtung 31 eines zu belüftenden ersten Raums 30 des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum 30 umfasst, wobei das Verfahren ein Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems 100 zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum 30, ein Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30, ein Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30 und ein Steuern des Lüftungssystems 100 in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums 30 umfasst, bereit.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Lüftungssystems, ein Lüftungssystem und eine Steuervorrichtung zum Einsatz in einem Lüftungssystem.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Räume und Raumbereiche werden in einem Gebäude häufig sehr unterschiedlich genutzt Entsprechend kann ein Sollwert einer die Luftqualität im Raum bestimmenden Luftkenngröße von Raum zu Raum bzw. von Raumabschnitt zu Raumabschnitt variieren.
  • Zusätzlich kann die Luftkenngröße in einem Raum im Wesentlichen von weiteren Einflüssen beeinflusst werden, wie beispielsweise durch im Raum anwesende Personen, geöffnete oder geschlossene Fenster und Türen und dergleichen. Dies stellt eine steuerungstechnische Herausforderung für ein zur Belüftung eingesetztes Lüftungssystems eines Gebäudes dar, mit dem gezielt Einfluss auf die Luftqualität in einem Raum bzw. in Räumen des Gebäudes genommen werden soll.
  • Die sich durch die Luftkenngröße bestimmende Luftqualität wirkt sich dabei nicht nur auf ein Komfortempfinden einer im betreffenden Raum anwesenden Person aus, sondern kann auch Einfluss auf deren Gesundheit nehmen, zum Beispiel im Hinblick auf in der Luft enthaltene Krankheiterreger oder eine unzureichende Sauerstoffzufuhr.
  • Ferner sollte mit dem Lüftungssystem möglichst zeitnah eine gewünschte Luftqualität bzw. ein gewünschter Wert der diese bestimmenden Luftkenngröße erreicht werden, um unter anderem unterschiedlichsten Nutzungsformen eines Raums möglichst optimal gerecht zu werden. Insbesondere bei einer Vielzahl von im Raum anwesenden Personen erfordert das Steuern des Lüftungssystem häufig eine Anpassung der Belüftungsleistung.
  • Eine weitere Herausforderung für ein Steuern des Lüftungssystems ist dabei ein Betrieb mit ressourcenschonendem Energieverbrauch, der sich nicht nur auf die Betriebskosten, sondern auch auf die Lebensdauer des Lüftungssystems auswirkt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zum effizienteren Betreiben eines Lüftungssystems für ein Gebäude bereitzustellen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Steuern eines Lüftungssystems nach Anspruch 1, ein Lüftungssystem nach Anspruch 12 und eine Steuervorrichtung nach Anspruch 15 bereitgestellt
  • Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich dabei auf bevorzugte Ausführungsformen, die jeweils für sich genommen oder in Kombination bereitgestellt werden können.
  • Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Lüftungssystems eines Gebäudes mit zumindest einem zu belüftenden Raum, das zumindest eine Lüftungsanlage zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms und zumindest eine erste, an das Lüftungskanalsystem angekoppelte Lüftungsvorrichtung eines zu belüftenden ersten Raums des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum umfasst, wobei das Verfahren ein Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum, ein Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum, ein Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum und ein Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums umfasst, bereitgestellt.
  • Die erste Lüftungsvorrichtung umfasst zumindest eine Zulufteinrichtung zum Zuführen des Zuluftstroms und vorzugsweise eine Ablufteinrichtung zum Abführen eines Abluftstroms aus dem zum belüftenden Raum, um so eine hinreichenden Luftaustausch im ersten Raum zu gewährleisten.
  • Die Zuluft- und Ablufteinrichtung der ersten Lüftungsvorrichtung können räumlich getrennt voneinander im oder am ersten Raum angeordnet sein, können aber auch gemeinsam als Einheit bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise umfassen die Zuluft- und/oder die Ablufteinrichtung eine Gebläseeinheit oder eine Ventileinheit, über deren Betriebsparameter der Zuluftstrom bzw. der Abluftstrom eingestellt werden können, so beispielsweise eine Gebläseleistung der Gebläseeinheit oder eine Ventilstellung der Ventileinheit
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der ersten Lüftungsvorrichtung gelten analog für alle weiteren Lüftungsvorrichtung des Lüftungssystems.
  • Die Lüftungsanlage stellt zentral den durch diese erzeugten Lüftungsstrom bereit, der sich über das Lüftungskanalsystem im Gebäude verteilt und verschiedenen Lüftungsvorrichtung als Basis für deren jeweiligen Zuluftstrom bereitgestellt wird. Die Lüftungsanlage kann den Lüftungsstrom dabei auf unterschiedliche Weisen erzeugen.
  • Zum einen kann die Lüftungsanlage vorzugsweise in einem Umluftbetrieb betrieben werden, bei dem die Lüftungsanlage über aus dem ersten Raum (oder jedem weiteren Raum mit einer Lüftungsvorrichtung des Lüftungssystem) durch die erste Lüftungsvorrichtung abgeführte Abluft über das Lüftungskanalsystem zur Lüftungsanlage zurückgeführt wird und von dort wieder als Lüftungsstrom in Form eines Umluftstroms erzeugt wird. Vorzugsweise umfasst die Lüftungsanlage hierbei eine Reinigungs- und/oder eine Filtervorrichtung zum Reinigen der abgeführten Abluft, bevor diese als erzeugter Lüftungsstrom wieder in das Lüftungskanalsystem eingeleitet wird.
  • Auf diese Weise kann im beispielhaften Falle eines zu starken Temperaturgefälles zwischen einer gewünschten Innentemperatur im Gebäude und einer Außentemperatur der Umgebung sichergestellt werden, dass das Lüftungssystem keinen einem gewünschten Temperieren eines Raums, zum Beispiel durch ein Heizungssystem, entgegenwirkenden Effekt hat
  • Zum anderen kann die Lüftungsanlage vorzugsweise in einem Frischluftbetrieb betrieben werden, bei dem der Lüftungsanlage Frischluft aus einer Umgebung des Gebäudes bereitgestellt wird, um daraus den über das Lüftungskanalsystem zu verteilenden Lüftungsstrom als Frischluftstrom zu erzeugen. In diesem Fall wird vorzugweise aus dem ersten Raum (oder jedem weiteren Raum mit einer Lüftungsvorrichtung des Lüftungssystems) durch die Lüftungsvorrichtung abgeführte Abluft in die Umgebung des Gebäudes abgeleitet. Auch hier umfasst die Lüftungsanlage vorzugsweise eine Reinigungs- und/oder eine Filtervorrichtung zum Reinigen der Frischluft, um diese beispielsweise von Pollen, Schmutzpartikeln oder Krankheitserregern aus der Umgebung des Gebäudes zu befreien.
  • Auf diese Weise findet ein vollkommener Luftaustausch statt, im Zuge dessen unter Umständen belastete Abluft vollständig aus dem Gebäude entfernt und durch Frischluft ersetzt wird.
  • Vorzugsweise kann das Lüftungssystem auch in einem Mischbetrieb aus Umluft- und Frischluftbetrieb betrieben werden, bei dem in einer Mischvorrichtung der Lüftungsanlage der Lüftungsstrom anteilig aus (vorzugsweise gereinigter) Frischluft aus der Umgebung und abgeführter (vorzugsweise gereinigter) Abluft aus dem ersten Raum bzw. den zu belüftenden Räumen gemischt wird, wodurch sich die jeweiligen Vorteile der beiden Grundbetriebszustände gegenseitig ergänzen.
  • Ein Raum kann auch lediglich ein Raumabschnitt sein, insbesondere bei Räumen, deren Grundfläche größer als 15m2 ausfällt
  • Bei der Luftkenngröße handelt es sich um eine den Zustand der Luft beschreibende und auch messbare Kenngröße, die insbesondere zur Angabe einer Luftqualität herangezogen werden kann. Als nicht beschränkende Beispiele für die Luftkenngröße seien eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen, eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid oder eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff in der Luft genannt
  • Durch das Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums kann ein für den ersten Raum optimiertes Steuern der dortigen Luftkenngröße umgesetzt werden, im Zuge dessen vergleichsweise schnell eine gewünschte Luftqualität bzw. ein gewünschter Wert der diese bestimmenden Luftkenngröße erreicht wird und dieser auch stabil gehalten werden kann.
  • Durch Verwendung der ermittelten Differenz kann vorteilhafter Weise ein Lüftungsbedarf quantifiziert werden, der wiederum einen besonders ressourcenschonenden Betrieb des Lüftungssystems ermöglicht, wodurch unter anderem Betriebskosten reduziert und eine Lebensdauer des Lüftungssystems erhöht werden. So kann beispielsweise eine Betriebsleistung des Lüftungssystem reduziert werden, sobald sich der Istwert hinreichend dem bereitgestellten Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße annähert.
  • Ferner kann durch das schnelle Erreichen des gewünschten Sollwerts ein Vertrauen sowie ein Komfortempfinden eines Benutzers des Lüftungssystems verbessert werden.
  • Bei der Berücksichtigung der ermittelten Differenz im Zuge des Steuerns des Lüftungssystems versteht es sich von selbst, dass sich je nach Art der zu steuernden Luftkenngröße ein Einführen einer Vorzeichenkonvention anbietet, die wiedergibt, ob die zu steuernde Luftkenngröße generell auf einen gewünschten Sollwert abgesenkt werden soll (zum Beispiel Reduktion einer Kohlenstoffdioxidkonzentration als gewählte Luftkenngröße im zu belüftenden Raum) oder auf einen gewünschten Sollwert erhöht werden soll (zum Beispiel Erhöhen einer Sauerstoffkonzentration als gewählte Luftkenngröße im zu belüftenden Raum).
  • So bietet sich die folgende und lediglich exemplarisch genannte Vorzeichenkonvention bei der Berücksichtigung der ermittelten Differenz der zu steuernden Luftkenngröße L an:
    Δ L n = { L n , Soll L n , Ist , falls L n , Ist auf L n , Soll erhöht werden soll L n , Ist L n , Soll , falls L n , Ist auf L n , Soll abesenkt werden soll .
    Figure imgb0001
  • ΔLn bezeichnet hierbei die im Zuge des Steuerns zu berücksichtigende Differenz, Ln,Soll den bereitgestellten Sollwert und Ln,Ist den erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße L in einem beliebigen Raum n des Gebäudes.
  • Die vorstehend Vorzeichenkonvention ist dabei lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel von einer im Zuge des Verfahrens vorzugsweise zu berücksichtigenden Steuerrichtung mit dem Ziel eines Erhöhens oder eines Absenkens der zu steuernden Luftkenngröße zu verstehen.
  • Die Abhängigkeitvon der ermittelten Differenz beim Steuern des Lüftungssystems sei dabei nicht auf eine direkte lineare Abhängigkeit beschränkt, derart, dass auch beliebige auf der ermittelten Differenz basierende mathematische Ausdrücke verwendet werden können, wie zum Beispiel ein Betrag der ermittelten Differenz oder eine beliebige p-te Potenz der ermittelten Differenz (mit p≥2). So hat die Verwendung einer quadratischen Potenz (p=2) den Vorteil, dass eine steigende Abweichung zwischen Soll- und Istwert wesentlich stärker gewichtet wird als im Falle einer lediglich einfache Potenz (p=1), also einer direkten linearen Abhängigkeit.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steuern des Lüftungssystem ein Einstellen eines oder mehrerer einen Lüftungsbetrieb des Lüftungssystems beeinflussender Betriebsparameter des Lüftungssystems zumindest in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums.
  • Hierzu umfasst das Steuern des Lüftungssystems bzw. das Einstellen des einen oder der mehreren den Lüftungsbetrieb des Lüftungssystems beeinflussenden Betriebsparameter des Lüftungssystems vorzugsweise ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage, insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms, in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums und/oder ein Einstellen eines einen Volumenstrom des dem ersten Raum zuzuführenden Zuluftstroms regulierenden Betriebsparameters der ersten Lüftungsvorrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums und/oder ein Einstellen eines einen Betriebszustand der Lüftungsanlage bestimmenden Betriebsparameters, wobei der Betriebszustand über den Betriebsparameter zumindest zwischen dem Umluft-, dem Frischluftbetrieb und besonders bevorzugt zwischen dem Umluft-, dem Frischluft- und dem Mischbetrieb umschaltbar ist.
  • Auf diese Weise stehen dem Verfahren bevorzugt mehrere Stellschrauben zum Steuern des Lüftungssystems zur Verfügung, über deren Einstellung auf Basis der ermittelten Differenz eine Abweichung zwischen dem erfassten Istwert und dem gewünschten Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum minimiert werden soll.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der bereitgestellte Sollwert im ersten Raum in Abhängigkeit der Zeit vorgegeben.
  • Auf diese Weise kann das Steuern des Lüftungssystems am wirklichen sowie in der Regel zeitlich variierenden Bedarf erfolgen, im Zuge dessen unter anderem zu unterschiedlichen Tageszeiten unterschiedliche Sollwerte vorgegeben werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Steuern des Lüftungssystems zusätzlich in Abhängigkeit des bereitgestellten Sollwerts.
  • Auf diese Weise kann beim Steuern des Heizungssystems zum Erreichen des bereitgestellten Sollwerts ein unerwünschtes und energetisch unvorteilhaftes Über- oder Unterschwingen der zu steuernden Luftkenngröße reduziert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Steuern des Lüftungssystems zusätzlich in Abhängigkeit eines Istwerts der Luftkenngröße in einer Umgebung des Gebäudes.
  • Auf diese Weise kann ein Zustand von Außenluft beim Steuern des Heizungssystems, insbesondere im Frischluft- oder im Mischbetrieb der Lüftungsanlage, berücksichtigt werden, sodass beispielsweise im Mischbetrieb eine Menge der beigemischten Frischluft reduziert werden kann, falls sich ein übermäßiges Beimischen negativ auf ein Erreichen des Sollwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum auswirken würde, zum Beispiel bei belasteter Außenluft.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der dem Verfahren zugrundeliegenden, zu steuernden Luftkenngröße um eine der folgenden Größen oder um eine Kombination von zwei oder mehr dieser Größen handeln:
    • eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Aerosolen;
    • eine Größe oder eine Konzentration oder eine Menge von Feststoffpartikeln;
    • eine Lufttemperatur;
    • eine Luftfeuchtigkeit.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der zu steuernden Luftkenngröße um eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid, welches in zu hoher Konzentration einschläfernd oder sogar toxisch wirken kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gebäude N zu belüftende weitere Räume auf, mit N≥1, wobei das Lüftungssystem für jeden der N weiteren Räume jeweils zumindest eine an das Lüftungskanalsystem angekoppelte weitere Lüftungsvorrichtung des zu belüftenden jeweiligen weiteren Raums zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den jeweiligen weiteren Raum umfasst, und wobei das Verfahren für jeden der N weiteren Räume jeweils ein Bereitstellen eines Sollwerts für die mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum, ein Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum und ein Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum umfasst, wobei das Steuern des Lüftungssystems zusätzlich in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen der N weiteren Räume erfolgt
  • Auf diese Weise stehen dem Verfahren sämtliche Abweichungen zwischen Ist- und Sollwerten in jedem durch das Lüftungssystem zu belüftenden Raum zur Verfügung, auf Basis derer nun ein optimiertes Steuern des Lüftungssystems erfolgen kann.
  • So kann beispielsweise ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage, insbesondere des den Volumenstrom regulierenden Betriebsparameters oder des den Betriebszustand bestimmenden Betriebsparameters, in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen erfolgen, vorzugsweise in Abhängigkeit eines gewichteten oder eines ungewichteten Mittelwerts aus allen ermittelten Differenzen.
  • Auf diese Weise kann der Betrieb der Lüftungsanlage an einen Gesamtlüftungsbedarf im Gebäude angepasst werden, um so beispielsweise einen Lüftungsstrom bereitzustellen, der zum Bereitstellen aller zum Erreichen des jeweiligen Sollwerts benötigten Zuluftströme ausreicht
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Ermitteln einer maximalen ungewichteten Differenz aus einer Menge von ungewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte Differenz des ersten Raums und die ermittelten Differenzen der N weiteren Räume, wobei das Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz erfolgt, und dazu insbesondere ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage, insbesondere des den Volumenstrom regulierenden Betriebsparameters oder des den Betriebszustand bestimmenden Betriebsparameters, in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz umfasst
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Menge von ungewichteten Differenzen um eine Menge, die einen Betrag der ermittelten Differenz des ersten Raums und Beträge der ermittelten Differenzen der N weiteren Räume umfasst
  • Die zum Steuern des Lüftungssystems eingesetzte maximale ungewichtete Differenz ΔLmax kann dabei gleichungsmäßig und nicht beschränkend gemäß Gleichung 1 angegeben werden, wobei im Sinne obig angesprochener Vorzeichenkonvention nachstehend exemplarisch und nicht beschränkend von einem Erhöhen der zu steuernden Luftkenngröße auf einen gewünschten Sollwert mit Hilfe des Lüftungssystems ausgegangen werden soll.
    Δ L max = max n L n , Soll L n , Ist , n = 1 . . N + 1
    Figure imgb0002
  • Ln,Soll beschreibt hierbei den Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße L in einem n-ten Raum der N+1 Räume des Gebäudes und Ln,Ist den Istwert der zu steuernden Luftkenngröße L im n-ten Raum.
  • Dadurch wird das Lüftungssystem besonders zielführend auf eine Lüftungsbedarf in Höhe der maximalen (ungewichteten) Differenz reagieren, die als Führungsgröße beim Steuern des Lüftungssystems fungiert. Der zugehörige Raum wird auch als Führungsraum bezeichnet Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Lüftungssystem derart betrieben wird, dass auch im Raum mit der höchsten Abweichung zwischen Soll- und Istwert ein vergleichsweise schnelles Erreichen und Halten des gewünschten Sollwerts erfolgt, mithin eine Betriebsleistung des Lüftungssystems ausreicht, um auch im Raum mit besagter höchster Abweichung den gewünschten Sollwert vergleichsweise schnell zu erreichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren für jeden der N weiteren Räume jeweils ein Bereitstellen eines Gewichtungsfaktors für den jeweiligen weiteren Raum, ein Ermitteln einer gewichteten Differenz für den jeweiligen weiteren Raum durch Gewichten der ermittelten Differenz im jeweiligen weiteren Raum mit dem bereitgestellten Gewichtungsfaktor, wobei das Verfahren ferner ein Bereitstellen eines Gewichtungsfaktors für den ersten Raum, ein Ermitteln einer gewichteten Differenz für den ersten Raum durch Gewichten der ermittelten Differenz des ersten Raums mit einem bereitgestellten Gewichtungsfaktor für den ersten Raum und ein Ermitteln einer maximalen gewichteten Differenz aus einer Menge von gewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte gewichtete Differenz des ersten Raums und die ermittelten gewichteten Differenzen der N weiteren Räume, umfasst, und wobei das Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten maximalen gewichteten Differenz erfolgt
  • Die zum Steuern des Lüftungssystems eingesetzte maximale gewichtete Differenz Δ L max *
    Figure imgb0003
    kann dabei gleichungsmäßig und nicht beschränkend gemäß Gleichung 2 angegeben werden.
    Δ L max * = max n Y L n , Soll L n , Ist , g n , n = 1 . . N + 1
    Figure imgb0004
  • Ln,Soll beschreibt hierbei den Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße L in einem n-ten Raum der N+1 Räume des Gebäudes, Ln,Ist den Istwert der zu steuernden Luftkenngröße L im n-ten Raum und gn den Gewichtungsfaktor im n-ten Raum. Die Funktion Y übernimmt hierbei die mathematische Gewichtung des ersten Funktionsarguments (der Differenz im n-ten Raum) mit dem zweiten Funktionsargument (Gewichtungsfaktor) und kann beispielsweise und nicht beschränkend gemäß einer der Gleichungen 3 oder 4 festgelegt werden, die eine lineare und eine quadratische Berücksichtigung der Differenz beschreiben.
    Y L n , Soll L n , Ist , g n = g n L n , Soll L n , Ist
    Figure imgb0005

    Y L n , Soll L n , Ist , g n = g n L n , Soll L n , Ist 2
    Figure imgb0006
  • Der Einsatz des Gewichtungsfaktors ist dabei nicht auf die vorstehend exemplarische Gewichtung durch Multiplikation beschränkt, sondern kann beispielsweise auch als Exponent der Differenz zum Einsatz kommen zum Beispiel in Form von (|Ln,Soll - Ln,Ist|)gn ).
  • Der Gewichtungsfaktor, vorstehend exemplarisch mit gn bezeichnet, kann beispielsweise Werte zwischen "0" und "1" annehmen, wobei "1" die höchste und "0" die niedrigste Gewichtung bezeichnet, wobei eine ermittelte Differenz in einem Raum beispielsweise gemäß Gleichung 3 mit dem für diesen Raum bereitgestellten Gewichtungsfaktor multipliziert wird. Auf diese Weise kann eine Priorisierung der verschiedenen Räume erfolgen, im Zuge derer eine Abweichung vom Sollwert in einem hoch priorisierten Raum beim Steuern des Lüftungssystems stärker ins Gewicht fällt als eine quantitativ gleiche Abweichung in einem niedrig priorisierten Raum.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bereitstellen des Gewichtungsfaktors im ersten Raum und/oder das Bereitstellen der Gewichtungsfaktoren für jeden der N weiteren Räume auf Basis ein oder mehrerer der folgenden auf den jeweiligen zu belüftenden Raum bezogenen Eingangsgrößen:
    • eine Größe des zu belüftenden Raums, insbesondere eine Grundfläche oder ein Raumvolumen des zu belüftenden Raums;
    • eine durch die jeweilige Lüftungsvorrichtung maximal umsetzbarer Zuluftvolumenstrom;
    • eine Anzahl von Fenstern und/oder Türen des zu belüftenden Raums;
    • eine durch einen Benutzer angegebene Priorisierungsstufe des zu belüftenden Raums;
    • ein Detektionsergebnis einer zur Anwesenheitsdetektion im zu belüftenden Raum eingerichteten Detektionsvorrichtung des Lüftungssystems, welches eine Anwesenheit einer Person im zu belüftenden Raum beschreibt
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Ermitteln eines maximalen Sollwerts der zu steuernden Luftkenngröße aus einer Menge von Sollwerten, bestehend aus dem bereitgestellten Sollwert im ersten Raum und den bereitgestellten Sollwerten in jedem der N weiteren Räume, wobei das Steuern des Lüftungssystems zusätzlich in Abhängigkeit des ermittelten maximalen Sollwerts erfolgt
  • Dadurch kann sichergestellt werden, dass insbesondere bei sehr unterschiedlichen Soll- und Istwerten der Räume das Steuerziel, nämlich das Erreichen des Sollwerts, für jeden der Räume erreicht werden kann. Analog zu den gewichteten Differenzen können vorzugsweise auch die jeweiligen Sollwerte eines Raums mit dem bereitgestellten Gewichtungsfaktor des Raums gewichtet werden.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird ein Lüftungssystem zum Einsatz in einem Gebäude mit zumindest einem zu belüftenden Raum bereitgestellt, welches zumindest eine Lüftungsanlage zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms, eine erste, an das Lüftungskanalsystem angekoppelte Lüftungsvorrichtung eines zu belüftenden ersten Raums des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum, eine Steuervorrichtung zum Steuern des Lüftungssystems, einen mit der Steuervorrichtung gekoppelten ersten Sollwertgeber zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum und eine mit der Steuervorrichtung gekoppelte erste Luftsensorvorrichtung zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum umfasst, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das Lüftungssystem in Abhängigkeit einer durch die Steuervorrichtung ermittelten Differenz zwischen dem durch den ersten Sollwertgeber bereitgestellten Sollwert und dem durch die erste Luftsensorvorrichtung erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum zu steuern.
  • Das Lüftungssystem gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung ist damit zur Durchführung des Verfahrens gemäß des ersten Aspekts der Erfindung geeignet und bietet in entsprechender Weise die damit verbundenen und bereits vorstehend beschriebenen Vorteile.
  • Der erste und auch alle weiteren Sollwertgeber können beispielsweise eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), einen Drehregler, einen Schieberegler, oder eine Digitaleingabe umfassen.
  • Nicht-limitierende Beispiele für den ersten und auch alle weiteren Luftsensorvorrichtungen sind Sensoren, die zum Erfassen einer oder mehrerer der folgenden Größen eingerichtet sind:
    • eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff;
    • eine Konzentration oder eine Menge von Aerosolen;
    • eine Größe oder eine Konzentration oder eine Menge von Feststoffpartikeln;
    • eine Lufttemperatur;
    • eine Luftfeuchtigkeit.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei ersten und auch alle weiteren Luftsensorvorrichtungen um CO2-Sensoren zum Erfassen eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid in der Luft.
  • Vorzugsweise umfasst die Steuervorrichtung einen Mikroprozessor, eine programmierbare Logikschaltung oder dergleichen, derart, dass die zu ermittelnde Differenz bevorzugt digital durch die Steuervorrichtung ermittelt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung im Zuge eines Steuerns des Lüftungssystem dazu eingerichtet, einen oder mehrere einen Lüftungsbetrieb des Lüftungssystems beeinflussende Betriebsparameter des Lüftungssystems zumindest in Abhängigkeit der durch die Steuervorrichtung ermittelten Differenz des ersten Raums einzustellen.
  • Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung hierzu mit der Lüftungsanlage gekoppelt und im Zuge des Steuerns des Lüftungssystem dazu eingerichtet, einen den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameter der Lüftungsanlage, insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms, in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums einzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuervorrichtung mit der ersten Lüftungsvorrichtung gekoppelt sein und im Zuge des Steuerns des Lüftungssystems dazu eingerichtet sein, einen Volumenstrom des dem ersten Raum zuzuführenden Zuluftstrom regulierenden Betriebsparameter der ersten Lüftungsvorrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums einzustellen.
  • Vorzugsweise gibt der erste Sollwertgeber den Sollwert im ersten Raum in Abhängigkeit der Zeit vor.
  • Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, das Lüftungssystem zusätzlich in Abhängigkeit des durch den Sollwertgeber bereitgestellten Sollwerts im ersten Raum zu steuern.
  • Vorzugsweise umfasst das Lüftungssystem eine mit der Steuervorrichtung gekoppelte Außenluftsensorvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Luftkenngröße in einer Umgebung des Gebäudes zu erfassen, insbesondere falls der Lüftungsanlage aus der Umgebung Frischluft für einen Frischluft- oder für Mischbetrieb bereitgestellt wird, wobei die Steuervorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, das Lüftungssystem zusätzlich in Abhängigkeit eines Istwerts der durch den Außenluftsensorvorrichtung erfassten Luftkenngröße zu steuern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gebäude N zu belüftende weitere Räume auf, mit N≥1, wobei das Lüftungssystem für jeden der N weiteren Räume zumindest eine an das Lüftungskanalsystem angekoppelte weitere Lüftungsvorrichtung des zu belüftenden jeweiligen weiteren Raums zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den jeweiligen weiteren Raum, einen mit der Steuervorrichtung gekoppelten weiteren Sollwertgeber zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum und zumindest eine mit der Steuervorrichtung gekoppelte weitere Luftsensorvorrichtung zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum umfasst, und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, für jeden der N weiteren Räume eine jeweilige Differenz zwischen dem durch den weiteren Sollwertgeber bereitgestellten Sollwert und dem durch die weiteren Luftsensorvorrichtung erfassten Istwert im jeweiligen weiteren Raum zu ermitteln und weiterhin eingerichtet ist, das Lüftungssystem zusätzlich in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen der N weiteren Räumen zu steuern.
  • Die Sollwertgeber (erster Sollwertgeber und weitere Sollwertgeber) können vorzugsweise in einer gemeinsamen Sollwertgebervorrichtung ausgeführt sein, die beispielsweise zentral im Gebäude bereitgestellt ist und einem Benutzer die Möglichkeit gibt, die Sollwerte in allen Räumen an dieser Sollwertgebervorrichtung zentral einzustellen, wobei die Sollwertgebervorrichtung vorzugsweise Eine Eingabeeinheit für eine Digitaleingabe der Sollwerte für ein oder mehrere Räume der Raumgruppen umfasst
  • Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung im Falle weiterer Räume dazu eingerichtet eine maximale ungewichtete Differenz aus einer Menge von ungewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte Differenz des ersten Raums und die ermittelten Differenzen der N weiteren Räume, zu ermitteln, und das Lüftungssystem in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz zu steuern.
  • Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dabei dazu eingerichtet, einen den erzeugten Lüftungsstroms regulierenden Betriebsparameter der Lüftungsanlage, insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms, in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz einzustellen.
  • Vorzugsweise umfasst das Lüftungssystem eine Priorisierungsvorrichtung, in der durch Steuervorrichtung abrufbar Gewichtungsfaktoren für den ersten und für jeden der N weiteren Räume hinterlegt sind, insbesondere auf einem Speichermedium der Priorisierungsvorrichtung. Die Steuervorrichtung ist dabei dazu eingerichtet, eine gewichtete Differenz für den ersten Raum und gewichtete Differenzen für jeden weiteren Raum durch Gewichten der ermittelten Differenz des ersten Raums bzw. im jeweiligen weiteren Raum mit dem jeweiligen für den Raum hinterlegte Gewichtungsfaktor zu ermitteln. Ferner ist die Steuervorrichtung dabei dazu eingerichtet, eine maximale gewichtete Differenz aus einer Menge von gewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte gewichtete Differenz des ersten Raums und die ermittelten gewichteten Differenzen der N weiteren Räume zu ermitteln, und das Lüftungssystems wobei in Abhängigkeit der ermittelten maximalen gewichteten Differenz zu steuern.
  • Die Gewichtungsfaktoren seien für die nachfolgenden Erläuterungen als numerische Faktoren zu verstehen, die vorliegend (und nicht beschränkend) Werte zwischen "0" und "1" annehmen können, wobei der Wert "1" der höchsten Gewichtung entspricht
  • Die Priorisierungsvorrichtung kann dabei als Teil der Steuervorrichtung ausgeführt sein oder separat bereitgestellt werden und entsprechend mit der Steuervorrichtung gekoppelt sein.
  • Die in der Priorisierungsvorrichtung hinterlegten Gewichtungsfaktoren für die einzelnen Räume können dabei über eine Vielzahl von Eingabevorrichtungen und auf Basis einer Vielzahl von Zuordnungsvorschiften hinterlegt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Priorisierungsvorrichtung eine Eingabeeinrichtung, über die die Gewichtungsfaktoren für jeden zu belüftenden Raum durch einen Benutzer in Form einer Priorisierungsstufe eingeben werden können. Exemplarisch ist die Eingabeeinrichtung eingerichtet, dem Benutzer für jeden zu belüftenden Raum die Priorisierungsstufen "keine Priorität", "niedrige Priorität", "mittlere Priorität" und "hohe Priorität" zur Auswahl bereitzustellen, die nach Eingabe durch den Benutzer exemplarisch in zugehörige Gewichtungsfaktoren, zum Beispiel "0", "0,25", "0,5" und "1", umgesetzt und in der Priorisierungsvorrichtung zum Abruf hinterlegt werden.
  • Vorzugsweise kann über die Eingabeeinrichtung alternativ oder zusätzlich eine Eingabe einer Größe des zu belüftenden Raums, insbesondere eine Grundfläche oder ein Raumvolumen des zu belüftenden Raums, erfolgen, aus der auf Basis einer Zuordnungsvorschrift ein zugehöriger Gewichtungsfaktor bestimmt wird. Exemplarisch könnte einem Raum mit einer Grundfläche kleiner 10 m2 ein Gewichtungsfaktor von "0,25", einem Raum mit einer Grundfläche zwischen 10 und 15 m2 ein Gewichtungsfaktor von "0,5" und einem Raum mit einer Grundfläche größer 15 m2 ein Gewichtungsfaktor von "1" zugeordnet werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Priorisierungsvorrichtung alternativ oder zusätzliche eine oder mehrere Detektionsvorrichtungen, die zur Detektion einer Anwesenheit einer Person in einem jeweiligen der Detektionsvorrichtung zugeordneten Raum eingerichtet sind, wobei die Priorisierungsvorrichtung eingerichtet ist, den Gewichtungsfaktor für Räume mit Detektionsvorrichtung in Abhängigkeit eines Detektionsergebnisses festzulegen. So kann beispielsweise für einen zu belüftenden Raum standardmäßig ein Gewichtungsfaktor von "0,5" hinterlegt sein, wobei dieser im Falle eines positiven Detektionsergebnisses der Detektionsvorrichtung in besagtem Raum (anwesende Person) auf den Wert "1" gesetzt wird.
  • Vorzugsweise kann die Priorisierungsvorrichtung alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet sein, den Gewichtungsfaktor eines zu belüftenden Raums auf Basis eines durch die jeweilige Lüftungsvorrichtung des Raums maximal umsetzbaren Zuluftvolumenstroms festzulegen.
  • Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, einen maximalen Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße aus einer Menge von Sollwerten, bestehend aus dem durch den Sollwert ersten Sollwertgeber bereitgestellten Sollwert im ersten Raum und den durch die weiteren Sollwertgeber bereitgestellten Sollwerten in jedem der N weiteren Räume, zu ermitteln.
  • Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Einsatz in eine Lüftungssystem gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung bereitgestellt
  • Auf diese Weise wird eine Nachrüstmöglichkeit bereitgestellt, über die ein bereits bestehendes Lüftungssystem auf einfache und kostengünstige Weise mit der Steuervorrichtung nachgerüstet werden kann, um dieses um die vorteilhaften Funktionalitäten des Lüftungssystem gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung zu erweitern.
  • Weitere Aspekte und deren Vorteile als auch speziellere Ausführungsbeispiele der zuvor genannten Aspekte und Merkmale werden im Folgenden unter Zuhilfenahme der in den beigefügten Figuren gezeigten Zeichnungen beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems.
    • Fig. 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems.
    • Fig. 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems in Form eines pneumatischen Schaltplans.
    • Fig. 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
    • Fig. 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
    • Fig. 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
  • Es wird hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.
  • Ausführliche Figurenbeschreibung
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems 100.
  • Das Lüftungssystem 100 umfasst eine Lüftungsanlage 10 zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem 20 zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms, eine erste, an das Lüftungskanalsystem 20 angekoppelte Lüftungsvorrichtung 31 eines zu belüftenden ersten Raums 30 des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum 30, eine Steuerung 40 zum Steuern des Lüftungssystems 100, einen mit der Steuerung 40 gekoppelten Sollwertgeber 41 zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems 100 zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum 30 und einen mit der Steuerung 40 gekoppelten Luftsensor 32 zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30.
  • Die Lüftungsanlage 10 ist vorliegend eigerichtet, in einem Frischluftbetrieb, einem Umluftbetrieb oder einem Mischbetrieb betrieben zu werden und umfasst für Letzteres eine Mischvorrichtung 11. Die Lüftungsanlage 10 ist mit einer Umgebung 200 des Gebäudes verbunden und kann zum einen aus dieser Frischluft erhalten und zum anderen aus dem ersten Raum 30 durch die Lüftungsvorrichtung 31 abgeführte Abluft in diese abführen. Im Umluftbetrieb erfolgt dabei kein Austausch von Luft zwischen der Lüftungsanlage 10 und der Umgebung 200.
  • Die Mischvorrichtung 11 ist zum anteiligen Mischen von Abluft und Frischluft eingerichtet, um so den Lüftungsstrom bereitzustellen. Die Mischvorrichtung 11 umfasst ferner vorzugsweise einen hier nicht dargestellten Reinigungsfilter, um die im Zuge des Mischbetriebs der Frischluft beigemischte Abluft zu reinigen.
  • Der durch die Lüftungsanlage 10 erzeugte Lüftungsstrom wird zumindest anteilig über das Lüftungskanalsystem 20 zu der Lüftungsvorrichtung 31 des ersten Raums 30 geleitet. Die Lüftungsvorrichtung 31 leitet dabei den auf dem durch das Lüftungskanalsystem 20 bereitgestellten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstrom in den ersten Raum 30 ein. Dies erfolgt über eine hier nicht dargestellte Zulufteinrichtung der Lüftungsvorrichtung 31. Vorzugsweise umfasst die Lüftungsvorrichtung 31 eine hier nicht dargestellte Ablufteinrichtung, um Luft aus dem ersten Raum 30 abzuführen und so im Zusammenspiel mit dem Zuluftstrom einen Luftaustausch im ersten Raum 30 zu bewirken.
  • Der Luftsensor 32 ist dabei dazu eingerichtet, die zu steuernde Luftkenngröße durch Messung zu erfassen. Bei der Luftkenngröße im vorliegenden Fall handelt es sich exemplarisch und nicht beschränkend um eine Kohlenstoffdioxidkonzentration, die maßgeblich für eine Luftqualität in geschlossenen Räumen ist, insbesondere wenn sich in diesen Personen aufhalten. In diesem Fall ist der Luftsensor 32 als Kohlenstoffdioxidsensor ausgeführt Das Lüftungssystem 100 ist generell nicht auf einen Luftsensor bzw. eine Luftsensorvorrichtung pro Raum beschränkt. Vorzugsweise weist jeder Raum eine Vielzahl von Luftsensorvorrichtungen auf, wobei der zum Ermitteln der Differenz verwendete Istwert der zu steuernden Luftkenngröße vorzugsweise ein Mittelwert aus von der Vielzahl der Luftsensorvorrichtungen erfassten Istwerten ist
  • Die Steuerung 40 ist zumindest mit der Lüftungsanlage 10, dem Sollwertgeber 41 und dem Luftsensor 32 gekoppelt und dazu eingerichtet, das Lüftungssystem 100 bzw. die Lüftungsanlage 10 in Abhängigkeit einer durch die Steuerung 40 ermittelten Differenz zwischen dem durch den Sollwertgeber 41 bereitgestellten Sollwert und dem durch den Luftsensor 32 erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30 zu steuern.
  • Insbesondere ist die Steuerung 40 dabei dazu eingerichtet, einen den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameter der Lüftungsanlage 10 in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums 30 einzustellen.
  • Das Lüftungssystem 100 bietet damit die Möglichkeit, vergleichsweise schnell ein gewünschten Sollwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30 zu erreichen und diesen auch stabil zu halten, wobei ein besonders ressourcenschonender Betrieb des Lüftungssystems 100 erfolgt, wodurch unter anderem Betriebskosten reduziert und eine Lebensdauer des Lüftungssystems 100 erhöht werden.
  • Fig. 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems 100 eines Gebäudes mit zwei zu belüftenden Räumen, einem ersten Raum 30 und einem zweiten, weiteren Raum 30b.
  • Das Lüftungssystem 100 umfasst eine Lüftungsanlage 10 zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem 20 zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms, eine erste, an das Lüftungskanalsystem 20 angekoppelte Lüftungsvorrichtung 31 des zu belüftenden ersten Raums 30 des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum 30, eine zweite, an das Lüftungskanalsystem 20 angekoppelte Lüftungsvorrichtung 31b des zu belüftenden zweiten Raums 30b des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den zweiten Raum 30b, eine Steuerung 40 zum Steuern des Lüftungssystems 100, einen mit der Steuerung 40 gekoppelten ersten Sollwertgeber 41 zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems 100 zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum 30, einen mit der Steuerung 40 gekoppelten zweitem Sollwertgeber 41b zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems 100 zu steuernde Luftkenngröße im zweiten Raum 30b, einen mit der Steuerung 40 gekoppelten ersten Luftsensor 32 zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30 und einen mit der Steuerung 40 gekoppelten zweiten Luftsensor 32b zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im zweiten Raum 30b.
  • Die Lüftungsanlage 10 ist vorzugsweise analog zu der Lüftungsanlage des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 aufgebaut Der von der Lüftungsanlage 10 erzeugte Lüftungsstrom verteilt sich über das Lüftungskanalsystem 20 und wird den beiden Lüftungsvorrichtung 31, 31b als Basis für den jeweiligen Zuluftstrom bereitgestellt Die Lüftungsvorrichtungen 31, 31b können dabei in gleicher Weise ausgestaltet sein wie die Lüftungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1.
  • Die Steuerung 40 ist zumindest mit der Lüftungsanlage 10, den Sollwertgebern 41, 41b und den Luftsensoren 32, 32b gekoppelt und dazu eingerichtet, das Lüftungssystem 100 bzw. die Lüftungsanlage 10 in Abhängigkeit von durch die Steuerung 40 ermittelten Differenzen zwischen dem durch den jeweiligen Sollwertgeber 41, 41b bereitgestellten Sollwert und dem durch den jeweiligen Luftsensor 32, 32b erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten und im zweiten Raum 30, 30b zu steuern.
  • Die Steuerung 40 ist im Speziellen dazu eingerichtet, aus den ermittelten Differenzen heraus die maximale Differenz gemäß nachfolgender Gleichung 5 zu ermitteln, die als Führungsgröße beim Steuern des Lüftungssystems 100 dient, derart, dass die Steuerung 40 eingerichtet ist, dass Lüftungssystem 100 bzw. die Lüftungsanlage 10 in Abhängigkeit der ermittelten maximalen Differenz zu steuern.
    Δ L max = max L 1 , Soll L 1 , Ist , L 2 , Soll L 2 , Ist
    Figure imgb0007
  • ΔLmax bezeichnet die maximale - in diesem Fall ungewichtete - Differenz, L1,Soll und L2,Soll die Sollwerte des ersten und des zweiten Sollwertgebers 41, 41b und L1,Ist und L2,Ist die erfassten Istwerte des ersten und des zweiten Luftsensor 32, 32b. ΔLmax dient dabei der Steuerung 40 als Führungsgröße.
  • Insbesondere ist die Steuerung 40 dabei dazu eingerichtet, einen den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameter der Lüftungsanlage 10 in Abhängigkeit der ermittelten maximalen Differenz ΔLmax einzustellen.
  • Dadurch wird das Lüftungssystem 100 besonders zielführend auf eine Lüftungsbedarf in Höhe der maximalen Differenz reagieren. Der zugehörige Raum 30 oder 30b wird auch als Führungsraum bezeichnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Lüftungssystem 100 derart betrieben wird, dass auch im Raum mit der höchsten Abweichung zwischen Soll- und Istwert ein vergleichsweise schnelles Erreichen und Halten des gewünschten Sollwerts erfolgt, mithin eine Betriebsleistung des Lüftungssystems 100 bzw. der Lüftungsanlage 10 also ausreicht, um auch im Raum mit besagter höchster Abweichung den gewünschten Sollwert zu erreichen.
  • Fig. 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüftungssystems 100 in Form eines pneumatischen Schaltplans.
  • Das Lüftungssystem 100 umfasst eine Lüftungsanlage 10 zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein hier nicht gekennzeichnetes Lüftungskanalsystem zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms, eine erste, an das Lüftungskanalsystem 20 angekoppelte Lüftungsvorrichtung 31 eines zu belüftenden ersten Raums 30 des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum 30, eine Steuerung 40 zum Steuern des Lüftungssystems 100, einen mit der Steuerung 40 gekoppelten hier nicht dargestellten Sollwertgeber zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems 100 zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum 30 und einen mit der Steuerung 40 gekoppelten Luftsensor 32 zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum 30.
  • Im dargestellten pneumatischen Netzwerk bezeichnen die fettgedruckten Linien Verbindungskanäle zwischen den einzelnen Komponenten des Lüftungssystems 100, wobei die als Dreiecke dargestellten Pfeile entsprechende Strömungsrichtungen der Luft im Lüftungssystem 100 angeben.
  • Die Lüftungsanlage 10 umfasst vorliegend eine erste Gebläseeinheit 12, eine zweite Gebläseeinheit 13, eine Mischvorrichtung 11 sowie einen Lufttemperierer 14. Die erste Gebläseeinheit 12 ist zum Umsetzen eines Volumenstroms in Richtung des zu belüftenden ersten Raums 30 eingerichtet, wohingegen die zweite Gebläseeinheit zum Umsetzen eines Volumenstroms in Richtung einer Umgebung 200 des Gebäudes (vom zu belüftenden ersten Raums 30 weggerichtet) eingerichtet ist.
  • Die Lüftungsanlage 10 ist über entsprechende Verbindungskanäle mit der Umgebung 200 des Gebäudes verbunden und ist vorliegend eigerichtet, in einem Frischluftbetrieb, einem Umluftbetrieb oder einem Mischbetrieb betrieben zu werden. Die Lüftungsanlage 10 kann zum einen aus der Umgebung 200 Frischluft erhalten und zum anderen aus dem ersten Raum 30 abgeführte Abluft in diese abführen.
  • Die Mischvorrichtung 11 ist im gegebenen pneumatischen Netzwerk eingerichtet, über ein Einstellen von Ventilstellungen von Ventilklappen 15 (nicht alle Ventilklappen sind mit dem Bezugszeichen 15 versehen) den Betriebszustand (Frischluft-, Umluft- oder Mischbetrieb) der Lüftungsanlage 10 zu bestimmen und zudem ein Mischverhältnis zwischen Frischluft und Abluft im Zuge des Mischbetriebs einzustellen. Werden beispielsweise die oberseitige und die unterseitige Ventilklappe 15 der Mischvorrichtung 11 geschlossen (mittlere Ventilklappe 15 bleibt offen), so liegt ein Umluftbetrieb vor, bei dem die erste Gebläseeinheit 12 die Luft im Lüftungssystem 100 umwälzt, ohne dass beispielsweise Frischluft aus der Umgebung 200 beigemischt wird.
  • Über die mit der Steuerung 40 gekoppelten Gebläseeinheiten 12, 13 kann insbesondere ein Volumenstrom des Lüftungsstroms im Lüftungssystem 100 eingestellt werden, im Zuge dessen eine Gebläseleistung einer oder beider Gebläseeinheit 12, 13 eingestellt wird.
  • Der Lufttemperierer 14 des Lüftungssystems 100 ist dabei dazu eingerichtet, den als Basis für den Zulufstrom für den ersten Raum 30 erzeugten Lüftungsstrom zu temperieren und ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet eine Luftfeuchtigkeit des Lüftungsstroms einzustellen.
  • Die Lüftungsvorrichtung 31 für den ersten Raum umfasst vorliegend ein untere Zuluftöffnung zum Zuführen des Zulufstroms in den ersten Raum 30 und eine obere Abluftöffnung zum Abführen von Abluft aus dem ersten Raum 30. Ferner umfasst die Lüftungsvorrichtung einen Temperatursensor 33, der eingerichtet ist, eine Istwert der Temperatur (T) des Zuluftstroms zu messen und diesen der Steuerung 40 bereitzustellen.
  • Im ersten Raum 30 ist der Luftsensor 32 angeordnet, der vorliegend dazu eingerichtet ist, sowohl eine Istwert einer Kohlenstoffdioxidkonzentration (CO2) als auch einen Istwert einer Lufttemperatur (T) im ersten Raum 30 zu messen und diese der Steuerung 40 bereitzustellen.
  • Die mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße ist vorliegend die Kohlenstoffdioxidkonzentration.
  • Ferner ist das Lüftungssystem 100 eingerichtet, eine zweite Luftkenngröße immer ersten Raum 30 zu steuern, bei der es sich vorliegend um die Lufttemperatur handelt. Das Lüftungssystem umfasst hierzu des Weiteren einen nicht dargestellten Temperatursollwertgeber zum Bereitstellen eines Sollwerts für die Lufttemperatur im ersten Raum 30.
  • Die Steuerung 40 des Lüftungssystems umfasst eine erste Steuerungseinheit 40a zur Übernahme der Funktionalitäten im Hinblick auf die zu steuernde Luftkenngröße der Kohlenstoffdioxidkonzentration und eine zweite Steuerungseinheit 40b zur Übernahme der Funktionalitäten im Hinblick auf die zu steuernde zweite Luftkenngröße der Lufttemperatur.
  • Die erste Steuerungseinheit 40a ist zumindest mit den Gebläseeinheiten 12, 13 und der Mischvorrichtung 11 der Lüftungsanlage 10 gekoppelt sowie mit dem nicht dargestellten Sollwertgeber und dem Luftsensor 32 und ist dazu eingerichtet, die Lüftungsanlage 10, insbesondere die Gebläseeinheiten 12, 13 und die Mischvorrichtung 11, in Abhängigkeit einer durch die erste Steuerungseinheit 40a ermittelten Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem durch den Luftsensor 32 erfassten Istwert der Kohlenstoffdioxidkonzentration im ersten Raum 30 zu steuern. Insbesondere ist die erste Steuerungseinheit 40a dabei dazu eingerichtet eine Gebläseleistung einer oder beider Gebläseeinheiten einzustellen oder über ein Einstellen der Ventilstellungen der Ventilklappen 15 der Mischvorrichtung 11 einen Betriebszustand der Lüftungsanlage 10 einzustellen und/oder ein Mischverhältnis zwischen Abluft und Frischluft im Mischbetrieb einzustellen.
  • Die zweite Steuerungseinheit 40b ist zumindest mit dem Lufttemperierer 14 und dem nicht dargestellten Temperatursollwertgeber, dem Luftsensor 32 und dem Temperatursensor 33 gekoppelt und dazu eingerichtet, die Lüftungsanlage 10, insbesondere den Lufttemperierer 14, in Abhängigkeit einer durch die zweite Steuerungseinheit 40b ermittelten Differenz zwischen dem bereitgestellten Temperatursollwert und dem durch den Luftsensor 32 erfassten Istwert der Lufttemperatur im ersten Raum 30 zu steuern. Insbesondere ist die zweite Steuerungseinheit 40b dabei dazu eingerichtet, einen die Temperatur des Zuluftstroms regulierenden Betriebsparameter des Lufttemperierers 14 einzustellen.
  • Vorzugsweise ist die zweite Steuerungseinheit 40b dabei dazu eingerichtet, den Lufttemperierer 14 dabei in zusätzlicher Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor 33 erfassten Istwert der Temperatur des Zuluftstroms zu steuern.
  • Durch die Kombination der ersten und der zweiten Steuerungseinheit kann in vorteilhafter Weise eine die Luftqualität primär bestimmenden Kohlenstoffdioxidkonzentration im ersten Raum 30 besonders effizient gesteuert werden, ohne dabei einen unter Umständen als unkomfortabel empfunden Abfall der Lufttemperatur im ersten Raum 30, zum Beispiel durch Zuführen von wesentlich kälterer und nicht erwärmter Frischluft aus der Umgebung, in Kauf zu nehmen.
  • Fig. 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
  • Das Lüftungssystem umfasst dabei zumindest eine Lüftungsanlage zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms und zumindest eine erste, an das Lüftungskanalsystem angekoppelte Lüftungsvorrichtung eines zu belüftenden ersten Raums eines Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum;
  • In Schritt S11 erfolgt ein Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum.
  • In Schritt S12 erfolgt ein Erfassen eines Istwertes der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum.
  • In Schritt S13 erfolgt ein Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert aus Schritt S11 und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum aus Schritt S12.
  • In Schritt S14 erfolgt Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums aus Schritt S13, vorzugsweise umfassend den Schritt S14.1, in dem ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums erfolgt, insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms in Abhängigkeit der ermittelten Differenz.
  • Das vorstehende Verfahren hat den Vorteil, dass durch das Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums ein für den ersten Raum optimiertes Steuern der dortigen Luftkenngröße umgesetzt werden, im Zuge dessen vergleichsweise schnell ein gewünschter Wert (Sollwert) der Luftkenngröße erreicht wird und dieser auch stabil gehalten werden kann. Durch Verwendung der ermittelten Differenz kann vorteilhafter Weise ein Lüftungsbedarf quantifiziert werden, der wiederum einen besonders ressourcenschonenden Betrieb des Lüftungssystems ermöglicht, wodurch unter anderem Betriebskosten reduziert und eine Lebensdauer des Lüftungssystems erhöht werden.
  • Fig. 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
  • Das Lüftungssystem ist zum Einsatz in einem Gebäude mit N+1 (bei N≥1) zu belüftenden Räumen vorgesehen und umfasst eine Lüftungsanlage zum Erzeugen eines Lüftungsstroms, ein Lüftungskanalsystem zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms und zumindest eine erste, an das Lüftungskanalsystem angekoppelte Lüftungsvorrichtung eines zu belüftenden ersten Raums des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum sowie für jeden der N weiteren Räume zumindest eine an das Lüftungskanalsystem angekoppelte weitere Lüftungsvorrichtung des zu belüftenden jeweiligen weiteren Raums zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den jeweiligen weiteren Raum.
  • In Schritt S21 erfolgt ein Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum sowie für jeden der N weiteren Räume ein Bereitstellen eines jeweiligen Sollwerts für die mittels des Lüftungssystems zu steuernde Luftkenngröße in einem jeweiligen weiteren Raum.
  • In Schritt S22 erfolgt ein Erfassen eines Istwertes der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum sowie für jeden der N weiteren Räume ein Erfassen eines jeweiligen Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum.
  • In Schritt S23 erfolgt ein Ermitteln von Differenzen zwischen den jeweils raumweise bereitgestellten Sollwerten aus Schritt S21 und den erfassten Istwerten der zu steuernden Luftkenngröße aus Schritt S22 für jeden der N+1 Räume.
  • In Schritt S24 erfolgt ein Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit der in Schritt S23 ermittelten Differenzen der N+1 Räume, vorzugsweise umfassend den Schritt S24.1, in dem ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen der N+1 Räume erfolgt, insbesondere in Abhängigkeit eines Mittelwerts der der ermittelten Differenzen der N + 1 Räume.
  • In Schritt S25 erfolgt eine zeitliche Pause vorbestimmter Länge, bevor ein wiederholter Ablauf beginnend ab Schritt S22 erfolgt. Auf diese Weise kann ein zeitlich kontinuierliches Steuern des Lüftungssystems ermöglicht werden.
  • Fig. 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Lüftungssystems.
  • Das Lüftungssystem entspricht dem im Zuge von Fig. 4 beschriebenen Lüftungssystem. Die ersten drei Schritte S31 bis S33 des dritten Ausführungsbeispiels entsprechen ferner den ersten drei Schritten des zweiten Ausführungsbeispiels aus Fig. 4 (S21=S31, S22=S32, S23=S33).
  • Ausgehend von Schritt S33 erfolgt in Schritt S34 ein Ermitteln einer maximalen ungewichteten Differenz aus einer Menge von ungewichteten Differenzen, umfassend die in Schritt 33 ermittelten Differenzen der N+1 Räume.
  • In Schritt S35 erfolgt ein Steuern des Lüftungssystems in Abhängigkeit des in Schritt S34 ermittelten maximalen ungewichteten Differenz, vorzugsweise umfassend den Schritt S35.1, in dem ein Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz erfolgt.
  • In Schritt S36 erfolgt eine zeitliche Pause vorbestimmter Länge, bevor ein wiederholter Ablauf beginnend ab Schritt S32 erfolgt. Auf diese Weise kann ein zeitlich kontinuierliches Steuern des Lüftungssystems ermöglicht werden.
  • Das vorstehende Verfahren hat den Vorteil, dass dadurch das Lüftungssystem besonders zielführend auf eine Lüftungsbedarf in Höhe der maximalen (ungewichteten) Differenz reagieren wird, die somit als Führungsgröße beim Steuern des Lüftungssystems fungiert Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Lüftungssystem derart betrieben wird, dass auch im Raum mit der höchsten Abweichung zwischen Soll- und Istwert ein vergleichsweise schnelles Erreichen und Halten des gewünschten Sollwerts erfolgt, mithin eine Betriebsleistung des Lüftungssystems also ausreicht um auch im Raum mit besagter höchster Abweichung den gewünschten Sollwert zu erreichen.
  • Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • Es wird erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist. Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.
  • Liste der Bezugszeichen
  • 10
    Lüftungsanlage
    11
    Mischvorrichtung
    12
    erste Gebläseeinheit
    13
    zweite Gebläseeinheit
    14
    Lufttemperierer
    15
    Ventilklappen
    20
    Lüftungskanalsystem
    30
    erster Raum
    30b
    zweiter Raum
    31, 31b
    Lüftungsvorrichtung
    32, 32b
    Luftsensor
    33
    Temperatursensor Zuluft
    40
    Steuerung
    40a
    erste Steuerungseinheit
    40b
    zweite Steuerungseinheit
    41, 41b
    Sollwertgeber
    42
    Außenluftsensor
    100
    Lüftungssystem
    200
    Umgebung

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern eines Lüftungssystems (100) eines Gebäudes mit zumindest einem zu belüftenden Raum, das zumindest umfasst:
    - eine Lüftungsanlage (10) zum Erzeugen eines Lüftungsstroms;
    - ein Lüftungskanalsystem (20) zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms; und
    - zumindest eine erste, an das Lüftungskanalsystem (20) angekoppelte Lüftungsvorrichtung (31) eines zu belüftenden ersten Raums (30) des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum;
    wobei das Verfahren umfasst:
    - Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems (1) zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum (30);
    - Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum (30);
    - Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum (30); und
    - Steuern des Lüftungssystems (100) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums (30).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuern des Lüftungssystems (100) einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst:
    - Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstroms regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage (10) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums (30), insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms; und
    - Einstellen eines einen Volumenstrom des dem ersten Raum (30) zuzuführenden Zuluftstroms regulierenden Betriebsparameters der ersten Lüftungsvorrichtung (31) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums (30).
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der bereitgestellte Sollwert im ersten Raum (30) in Abhängigkeit der Zeit vorgegeben ist
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuern des Lüftungssystems (100) zusätzlich in Abhängigkeit des bereitgestellten Sollwerts erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuern des Lüftungssystems (100) zusätzlich in Abhängigkeit eines Istwerts der Luftkenngröße in einer Umgebung (200) des Gebäudes erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    es sich bei der dem Verfahren zugrundeliegenden, zu steuernden Luftkenngröße um eine der folgenden Größen handelt:
    - eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen;
    - eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid;
    - eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff;
    - eine Konzentration oder eine Menge von Aerosolen;
    - eine Größe oder eine Konzentration oder eine Menge von Feststoffpartikeln;
    - eine Lufttemperatur;
    - eine Luftfeuchtigkeit.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gebäude N zu belüftende weitere Räume (30b) aufweist, mit N≥1, und das Lüftungssystem (100) für jeden der N weiteren Räume (30b) jeweils umfasst:
    - zumindest eine an das Lüftungskanalsystem (20) angekoppelte weitere Lüftungsvorrichtung (31b) des zu belüftenden jeweiligen weiteren Raums (30b) zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den jeweiligen weiteren Raum (30b);
    wobei das Verfahren für jeden der N weiteren Räume jeweils umfasst:
    - Bereitstellen eines Sollwerts für die mittels des Lüftungssystems (100) zu steuernde Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum (30b);
    - Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum (30b);
    - Ermitteln einer Differenz zwischen dem bereitgestellten Sollwert und dem erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum (30b);
    wobei das Steuern des Lüftungssystems (100) zusätzlich in Abhängigkeit der ermittelten der Differenzen der N weiteren Räume (30b) erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verfahren weiterhin umfasst:
    - Ermitteln einer maximalen ungewichteten Differenz aus einer Menge von ungewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte Differenz des ersten Raums (30) und die ermittelten Differenzen der N weiteren Räume (30b);
    wobei das Steuern des Lüftungssystems (100) in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz erfolgt, und dazu insbesondere umfasst:
    - Einstellen eines den erzeugten Lüftungsstroms regulierenden Betriebsparameters der Lüftungsanlage (10) in Abhängigkeit der ermittelten maximalen ungewichteten Differenz, insbesondere zum Regulieren eines Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verfahren für jeden der N weiteren Räume (30b) jeweils umfasst:
    - Bereitstellen eines Gewichtungsfaktors für den jeweiligen weiteren Raum (30b);
    - Ermitteln einer gewichteten Differenz für den jeweiligen weiteren Raum (30b) durch Gewichten der ermittelten Differenz im jeweiligen weiteren Raum (30b)mit dem bereitgestellten Gewichtungsfaktor;
    und das Verfahren weiterhin umfasst:
    - Bereitstellen eines Gewichtungsfaktors für den ersten Raum (30);
    - Ermitteln einer gewichteten Differenz für den ersten Raum (30) durch Gewichten der ermittelten Differenz des ersten Raums (30) mit einem bereitgestellten Gewichtungsfaktor für den ersten Raum (30);
    - Ermitteln einer maximalen gewichteten Differenz aus einer Menge von gewichteten Differenzen, umfassend die ermittelte gewichtete Differenz des ersten Raums (30) und die ermittelten gewichteten Differenzen der N weiteren Räume (30b);
    wobei das Steuern des Lüftungssystems (100) in Abhängigkeit der ermittelten maximalen gewichteten Differenz erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bereitstellen des Gewichtungsfaktors im ersten Raum (30) und/oder das Bereitstellen der Gewichtungsfaktoren für jeden der N weiteren Räume (30b) auf Basis ein oder mehrerer der folgenden auf den jeweiligen zu belüftenden Raum (30, 30b) bezogenen Eingangsgrößen erfolgt:
    - eine Größe des zu belüftenden Raums (30, 30b), insbesondere eine Grundfläche oder ein Raumvolumen des zu belüftenden Raums (30, 30b);
    - eines durch die jeweilige Lüftungsvorrichtung (31, 31b) maximal umsetzbaren Zuluftvolumenstroms;
    - eine Anzahl von Fenstern und/oder Türen des zu belüftenden Raums (30, 30b);
    - eine durch einen Benutzer angegebene Priorisierungsstufe des zu belüftenden Raums (30, 30b);
    - ein Detektionsergebnis einer zur Anwesenheitsdetektion im zu belüftenden Raum (30, 30b) eingerichteten Detektionsvorrichtung des Lüftungssystems (100), welches eine Anwesenheit einer Person im zu belüftenden Raum (30, 30b) beschreibt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verfahren weiterhin umfasst:
    - Ermitteln eines maximalen Sollwerts der zu steuernden Luftkenngröße aus einer Menge von Sollwerten, bestehend aus dem bereitgestellten Sollwert im ersten Raum (30) und den bereitgestellten Sollwerten in jedem der N weiteren Räume (30b);
    wobei das Steuern des Lüftungssystems (100) zusätzlich in Abhängigkeit des ermittelten maximalen Sollwerts erfolgt.
  12. Lüftungssystem (100) zum Einsatz in einem Gebäude mit zumindest einem zu belüftenden Raum, zumindest umfassend:
    - eine Lüftungsanlage (10) zum Erzeugen eines Lüftungsstroms;
    - ein Lüftungskanalsystem (20) zur Verteilung des erzeugten Lüftungsstroms;
    - eine erste, an das Lüftungskanalsystem (20) angekoppelte Lüftungsvorrichtung (31) eines zu belüftenden ersten Raums (30) des Gebäudes zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den ersten Raum (30);
    - eine Steuervorrichtung (40) zum Steuern des Lüftungssystems (100);
    - einen mit der Steuervorrichtung (40) gekoppelten ersten Sollwertgeber (41) zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems (100) zu steuernde Luftkenngröße im ersten Raum (30); und
    - eine mit der Steuervorrichtung (40) gekoppelte erste Luftsensorvorrichtung (32) zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum (30);
    wobei die Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das Lüftungssystem (100) in Abhängigkeit einer durch die Steuervorrichtung (40) ermittelten Differenz zwischen dem durch den ersten Sollwertgeber (41) bereitgestellten Sollwert und dem durch die erste Luftsensorvorrichtung (32) erfassten Istwert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Raum (30) zu steuern.
  13. Lüftungssystem (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuervorrichtung (40) mit der Lüftungsanlage (10) gekoppelt ist und im Zuge des Steuerns des Lüftungssystem (100) eingerichtet ist, einen den erzeugten Lüftungsstrom regulierenden Betriebsparameter der Lüftungsanlage (10) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums einzustellen, insbesondere einen den Volumenstroms des erzeugten Lüftungsstroms regulierenden Betriebsparameter, und/oder
    die Steuervorrichtung (40) mit der ersten Lüftungsvorrichtung (31) gekoppelt ist und im Zuge des Steuerns des Lüftungssystems (100) eingerichtet ist, einen Volumenstrom des dem ersten Raum (30) zuzuführenden Zuluftstroms regulierenden Betriebsparameter der ersten Lüftungsvorrichtung (31) in Abhängigkeit der ermittelten Differenz des ersten Raums (30) einzustellen.
  14. Lüftungssystem (100) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gebäude N zu belüftende weitere Räume (30b) aufweist, mit N≥1, und das Lüftungssystem (100) für jeden der N weiteren Räume (30, 30b) umfasst:
    - zumindest eine an das Lüftungskanalsystem (20) angekoppelte weitere Lüftungsvorrichtung (31b) des zu belüftenden jeweiligen weiteren Raums (30b) zum Zuführen eines auf dem erzeugten Lüftungsstrom basierenden Zuluftstroms in den jeweiligen weiteren Raum (30, 30b);
    - einen mit der Steuervorrichtung (40) gekoppelten weiteren Sollwertgeber (41b) zum Bereitstellen eines Sollwerts für eine mittels des Lüftungssystems (100) zu steuernde Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum (30b); und
    - zumindest eine mit der Steuervorrichtung (40) gekoppelte weitere Luftsensorvorrichtung (32b) zum Erfassen eines Istwerts der zu steuernden Luftkenngröße im jeweiligen weiteren Raum (30b);
    wobei die Steuervorrichtung (40) eingerichtet ist, für jeden der N weiteren Räume (30b) eine jeweilige Differenz zwischen dem durch den weiteren Sollwertgeber (32b) bereitgestellten Sollwert und dem durch die weitere Luftsensorvorrichtung (31b) erfassten Istwert im jeweiligen weiteren Raum (30b) zu ermitteln und weiterhin eingerichtet ist, das Lüftungssystem (100) zusätzlich in Abhängigkeit der ermittelten Differenzen der N weiteren Räumen (30b) zu steuern.
  15. Steuervorrichtung (40) zum Einsatz in einem Lüftungssystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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