EP4336012A1 - Fensterartige gebäudeöffnung mit autarker temperaturabhängiger lüftung - Google Patents

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EP4336012A1
EP4336012A1 EP22020435.8A EP22020435A EP4336012A1 EP 4336012 A1 EP4336012 A1 EP 4336012A1 EP 22020435 A EP22020435 A EP 22020435A EP 4336012 A1 EP4336012 A1 EP 4336012A1
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EP
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temperature
frame
adjustable element
temperature sensor
building
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EP22020435.8A
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EP4336012C0 (de
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Christoph Eppler
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Innoperform GmbH
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Innoperform GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B7/00—Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • E06B7/02—Special arrangements or measures in connection with doors or windows for providing ventilation, e.g. through double windows; Arrangement of ventilation roses
    • E06B7/10—Special arrangements or measures in connection with doors or windows for providing ventilation, e.g. through double windows; Arrangement of ventilation roses by special construction of the frame members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/76—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by means responsive to temperature, e.g. bimetal springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F7/00—Ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F2007/004—Natural ventilation using convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/14—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre
    • F24F13/1426—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre characterised by actuating means
    • F24F2013/144—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre characterised by actuating means with thermoactuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
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    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
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    • F24F2013/146—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre characterised by actuating means with springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F24F2110/12—Temperature of the outside air

Definitions

  • Such a building opening is, for example, from DE 10 2015 110 572 A1 known.
  • the object of the present invention is to create options by means of which such automated ventilation can be implemented in a simple manner.
  • a building opening of the type mentioned at the outset is designed in that the temperature sensor comprises a phase change material which changes its phase state, in particular its aggregate state, at a conversion temperature or in a conversion temperature range and that an effective cross section
  • the position of the adjustable element influencing the ventilation duct depends on the phase state of the phase change material.
  • window-like means that the building opening can alternatively be a real window or a door.
  • the sash frame is designed as a closed frame, which - at least as a rule - comprises an upper frame part, a lower frame part and two side frame parts, which together form the sash frame.
  • the frame of a window is designed in the same way.
  • the lower frame part of the frame can be omitted for a door.
  • the lower part of the frame can also be present here. The other parts of the frame are always present, even on a door.
  • the minimum value of the effective cross section will be 0, meaning the ventilation duct may be completely closed.
  • a minimum value above 0 can also be selected.
  • the adjustable element can be moved between two end positions.
  • the rest position - the adjustable element can be spring-loaded, for example by means of a spring, so that the adjustable element is pressed against the temperature sensor or against a stop in the rest position.
  • the phase change material changes its phase state, this is usually associated with a significant change in volume. If the phase change material expands due to the phase change, it can overcome the spring force and thereby deflect the adjustable element against the spring force towards the other end position. The extent of deflection of the adjustable element corresponds to the extent of expansion of the phase change material. If the inverse phase change occurs, the phase change material contracts again, so that the spring now drives the adjustable element back into the rest position.
  • phase change material expands when the temperature increases or contracts when the temperature decreases.
  • extent of volume change is relatively small. The "lion's share” occurs through the phase change as such.
  • the temperature sensor is a purely passive element. So it doesn't have to be powered by electrical energy, compressed air or any other type of energy not be supplied, but works directly and immediately based on the temperature-related changes in its state.
  • the temperature sensor is designed as an expansion element.
  • An expansion element refers to an actuator filled with an expansion material.
  • An expansion element usually consists of a housing, a working piston and the expansion material itself.
  • the expansion material itself can, for example, consist of oil, wax, a hard paraffin or even a metal. Salts that melt at low temperatures, in particular salt hydrates, are also possible. For further details, please refer to the entry “Dehnscherlement” in the German Wikipedia, accessed on July 28, 2022.
  • Expansion elements are used, for example, in radiators as thermostats. Expansion elements are also offered commercially on the market. As an example, the type X4.370 can be used. ⁇ .299 from ACS GmbH, Am Talfeld 5, Gmund am Tegernsee, Germany. The " ⁇ " in the above type designation must be replaced by the temperature (in °C) at which the switching process should take place. The switching temperature can be set as required by selecting the expansion material accordingly.
  • the phase change material changes its phase state in a temperature range between 5 °C and 25 °C, in particular between 10 °C and 20 °C, advantageously in the range from 12 °C to 15 °C, for example at approximately 13 °C.
  • This temperature range is particularly advantageous for a so-called basement ventilator, i.e. if a basement room in a building is to be ventilated automatically in winter, but the ventilation is to remain closed in summer.
  • the phase change material changes its phase state at a transformation temperature.
  • the phase change material can have a specific transformation temperature of 12 ° C.
  • the conversion temperature - i.e. the exact value - is in the temperature range between 5 °C and 25 °C.
  • this can also apply in the case that the phase change material changes its phase state in a transformation temperature range.
  • the phase change material can gradually change its phase state as the temperature gradually increases from 10°C to 15°C.
  • the conversion temperature range represents a subinterval of the temperature range from 5 °C to 25 °C.
  • the phase change material changes its phase state with a gradual increase in temperature at an upper change temperature and with a gradual decrease in temperature at a lower change temperature, the upper change temperature being greater than the lower change temperature.
  • the phase change material changes its phase state with a gradual increase in temperature in an upper alternating temperature range and with a gradual decrease in temperature in a lower alternating temperature range and that the upper alternating temperature range is above the lower alternating temperature range.
  • the upper limit of the upper alternating temperature range is above the upper limit of the lower alternating temperature range and the lower limit of the upper alternating temperature range is above the lower limit of the upper alternating temperature range.
  • the phase change material has a certain switching hysteresis. This is particularly advantageous for stable switching behavior.
  • the switching hysteresis i.e. the difference between the upper and lower alternating temperature or the upper and lower alternating temperature range, is preferably in the range between 1 K and 10 K, in particular between 2 K and 4 K. For example, it can be approximately 2.5 K lie.
  • the effective cross section of the ventilation duct is constant at a temperature below a lower limit temperature and is also constant at a temperature above an upper limit temperature above the lower limit temperature.
  • the effective cross section is therefore only varied in the temperature range between the lower and upper limit temperatures. This applies even though the volume of the phase change material changes with every temperature change and the working position of an actuator of the temperature sensor by means of which the adjustable element is adjusted directly or indirectly (for example a working piston) also changes with every temperature change.
  • the effective cross section is maximum below the lower limit temperature and minimum above the upper limit temperature.
  • the switching direction of the adjustable element is therefore preferably such that the effective cross section of the ventilation duct is maximized at low temperatures and minimized at high temperatures.
  • This design is particularly advantageous for a basement ventilator, i.e. if a The basement of a building should be automatically ventilated in winter, but the ventilation should remain closed in summer.
  • the adjustable element is actuated by an actuator of the temperature sensor.
  • an actuator of the temperature sensor In order to ensure that the effective cross section is only varied in the temperature range between the lower and upper limit temperatures, various configurations are possible.
  • a working piston of the temperature sensor to act on the adjustable element - directly or via an actuator - and for the working piston of the temperature sensor to act via a guide, the sections running in end regions parallel to a direction of movement of the working piston and, in between, an oblique to the direction of movement of the working piston, acts on the adjustable element or the actuating member, so that seen orthogonally to the direction of movement of the working piston, the adjustable element is moved by the working piston exclusively in the temperature range between the lower limit temperature and the upper limit temperature.
  • the effective cross section is set orthogonally to the direction of movement of the working piston by adjusting the adjustable element.
  • the two configurations can be implemented independently of one another and can also be combined with one another if necessary.
  • the temperature sensor can be arranged in the frame directly on the outer wall of the frame adjacent to the surroundings of the building. In this case, the arrangement of the temperature sensor as such ensures good thermal coupling of the temperature sensor to the surroundings of the building.
  • the temperature sensor can be arranged on an internal wall of the frame that is different from the outer wall. If in this case no intermediate wall is arranged between the outer wall and the inner wall, there is still a relatively good thermal coupling of the temperature sensor to the surroundings of the building. This is particularly true if the internal wall has openings in the area of the temperature sensor. If partition walls are arranged between the outer wall and the inner wall, these partition walls should have openings.
  • the external wall can have openings. However, this is preferably not the case.
  • Heat-conducting elements can be arranged in openings as required.
  • the heat-conducting elements can in particular consist of metal or a highly heat-conducting ceramic.
  • the temperature sensor on the outer wall of the frame, but not in the frame, so that the outer wall is between the surroundings of the building and the temperature sensor, but (additionally: outside) on the frame, so that the outer wall of the frame is not between the surroundings of the building and the temperature sensor.
  • this configuration is possible, it is currently not considered preferred.
  • the ventilation duct preferably runs at least in a partial section in the window rebate. This means that the ventilation duct can often be placed very inconspicuously. This is particularly true in the case that the ventilation duct runs completely in the window rebate.
  • the temperature sensor is preferably arranged in a housing arranged within the ventilation duct, with the adjustable element also being mounted in the housing is.
  • This configuration is structurally simple to implement and also simplifies the mechanical coupling of the temperature sensor and the adjustable element.
  • the housing can - in particular even exclusively or completely - be arranged in the window rebate. This means that the entire arrangement is hidden and not visible when the window is closed.
  • the adjustable element is arranged directly or indirectly on the frame or on the sash and has a beveled edge towards the sash or the frame (i.e. towards the other frame).
  • the adjustable element is preferably preceded by a resilient device.
  • the resilient device is usually located immediately upstream of the adjustable element. However, as seen from the adjustable element in the direction of the temperature sensor, it can also be arranged closer to the temperature sensor.
  • the spring-elastic device can compensate for installation tolerances. This can be particularly relevant if the minimum value to which the effective cross section of the ventilation duct can be set should be 0, i.e. if the ventilation duct should be completely closed if necessary.
  • the temperature sensor preferably has a base body and a working piston.
  • the base body is arranged in a stationary manner on or in the window frame or on or in the sash frame.
  • the working piston is movably mounted in the base body and changes its position depending on the phase state of the phase change material by moving it along a piston axis.
  • the piston axis runs parallel to that part of the window frame or sash on or in which the base body is arranged, i.e. in the direction of the longitudinal extent of the corresponding part of the window frame or sash. This means that a large adjustment range for the temperature sensor is possible despite the cramped conditions in the window rebate.
  • the adjustable element is moved orthogonally to the piston axis.
  • the movement of the adjustable element can alternatively be orthogonal to the frame plane or parallel to the frame plane.
  • the required deflection between the change in the position of the working piston and the direction of movement of the adjustable element can be achieved, for example, via a joint or via bevels that run together.
  • the angle that the respective slope forms with its respective direction of movement is usually between 30° and 60°, in particular between 40° and 50°.
  • the temperature sensor is thermally coupled to the outside of the building and thermally isolated from the inside of the building and the ventilation duct. This easily ensures ventilation depending on the outside temperature.
  • a building 1 has (among other things) a window-like building opening 2.
  • the building opening 2 is according to FIGS. 1 and 2 designed as a window. However, it could also be designed as a door.
  • the building opening 2 points according to FIG 2 and 3 a frame 3 and a sash frame 4.
  • the frame 3 is according to FIG 3 connected to an outer wall 5 of the building 1. It can be completely circumferential.
  • the frame 3 points, as in FIG 2 can be seen, an upper frame part 3a, two side frame parts 3b, 3c and a lower frame part 3d.
  • This is particularly the case with a window.
  • This can also be the case with a door.
  • the lower frame part 3d can alternatively be omitted, i.e. only the upper frame part 3a and the two side frame parts 3b, 3c can be present.
  • the sash frame 4 is attached to the frame 3. Regardless of the design of the building opening 2 as a window or as a door, it is always completely circumferential.
  • the sash frame 4 therefore has, as in FIG 2 can be seen, an upper frame part 4a, two side frame parts 4b, 4c and a lower frame part 4d.
  • the frame 3 and the sash frame 4 form a window rebate 6.
  • the sash frame 4 also carries (at least) one pane 7 (alternatively or additionally at least one plate).
  • the panes 7 and plates cover the area enclosed by the sash frame 4 (more precisely: by its frame parts 4a to 4d).
  • the frame 3 and the sash frame 4 are sealed against each other by means of at least one seal 8.
  • two seals 8 are shown, one of the two seals 8 being arranged on the frame 3 and on the sash frame 4.
  • FIG 3 and 4 The building opening points according to the FIG 3 and 4 a ventilation duct 9.
  • FIG 5 Air 10 flows between the surroundings of the building 1 and the interior of the building 1.
  • the FIG 4 and 5 also show the currently preferred embodiment, in which the ventilation duct 9 runs completely in the window rebate 6.
  • the ventilation duct 9 it is also possible for the ventilation duct 9 to only run in a partial section in the window rebate 6 or not to run in the window rebate 6.
  • the two seals 8 can, for example, be removed in a respective section. Specifically, as in the FIG 3 and 4 is indicated by a dashed representation of the seals 8 in the respective area, the seal 8 arranged on the frame 3 is completely or partially removed in the area of the lower frame part 3d and the seal 8 arranged on the sash frame 4 is completely or partially removed in the area of the upper frame part 4a.
  • the places mentioned in which the seals 8 are completely or partially removed can also be chosen differently. In this case, the air 10 flowing in the ventilation duct 9 would also be guided (cf FIG 5 ) different.
  • the ventilation duct 9 is according to FIG 4 an adjustable element 11 is arranged.
  • the adjustability is in FIG 4 indicated by an arrow 12.
  • the effective cross section Q of the ventilation duct 9 (see FIG 10 ) can be varied between a minimum value and a maximum value.
  • the building opening 2 has a temperature sensor 13.
  • the temperature sensor 13 sets the effective cross section Q of the ventilation duct 9 depending on the temperature T detected by the temperature sensor 13.
  • the temperature sensor 13 according to the FIGS. 6 and 7 a phase change material 14, i.e. a material that changes its phase state at a transformation temperature (or in a transformation temperature range).
  • the phase state can in particular be the aggregate state of the phase change material 14, i.e. solid, liquid or gaseous.
  • the phase change material 14 can be, for example, a wax, an oil or a paraffin.
  • Some metal alloys can also come into question, for example the so-called Wood's metal. The same applies to other materials such as certain salt hydrates.
  • the temperature sensor 13 can in particular be designed as an expansion element.
  • the structure and mode of operation of an expansion element are well known.
  • the phase change material 14 is according to FIGS. 6 and 7 usually arranged in a base body 15, which is sealed by a membrane 16.
  • the phase change material 14 acts on a working piston 17 via the membrane 16.
  • the working piston 17 is either retracted ( FIG 6 ) or extended ( FIG 7 ).
  • the working piston 17 can, as in FIG 4 shown, act directly on the adjustable element 11. However, an indirect effect is preferred. This will be explained in more detail later. In both cases, however, the position of the adjustable element 11, which in turn influences the effective cross section Q of the ventilation duct 9, depends on the phase state of the phase change material 14.
  • the control of the adjustable element 11 by the temperature sensor 13 takes place automatically directly by the detected temperature T as such, i.e. without conversion into an electrical or other signal and subsequent evaluation in an electronic control or the like. Therefore, no explicit activation of the temperature sensor 13 is required. An active energy source for supplying energy to the temperature sensor 13 is also not required.
  • the phase change material 14 changes its phase state at a fixed temperature.
  • the phase change material 14 changes its phase state with a gradual increase in temperature at an upper change temperature T0a and with a gradual decrease in temperature at a lower change temperature T0b, the upper change temperature T0a being greater than the lower change temperature T0b.
  • the difference between the two alternating temperatures T0a, T0b defines a switching hysteresis.
  • Both the fixed temperature and the switching hysteresis can be adjusted as required by a suitable choice of the phase change material 14 - at least within certain limits.
  • the fixed temperature is between 5 °C and 25 °C, preferably between 10 °C and 20 °C.
  • the switching hysteresis is usually in the range between 1 K and 10 K, in particular between 2 K and 4 K. A value of approximately 2.5 K is particularly preferred.
  • the fixed switching temperature T0 is usually the average value between the upper alternating temperature T0a and the lower alternating temperature T0b.
  • the phase change material 14 changes its phase state in a temperature range.
  • the phase change material 14 changes its phase state with a gradual increase in temperature in an upper alternating temperature range T1a and with a gradual decrease in temperature in a lower alternating temperature range T1b.
  • Analogous to FIG 8 is the upper alternating temperature range T1a above the lower alternating temperature range T1b.
  • the difference between the mean values of the two alternating temperature ranges T1a, T1b defines a switching hysteresis.
  • the switching hysteresis can be as required.
  • the size of the two alternating temperature ranges T1a, T1b, the mean value T1 of the two alternating temperature ranges T1a, T1b and the switching hysteresis can be adjusted as required by a suitable choice of the phase change material 14 - at least within certain limits.
  • the average value between the two alternating temperature ranges T1a, T1b is usually given as the fixed switching temperature T0.
  • FIG 10 shows the size of the effective cross section Q of the ventilation duct 9 as a function of the stroke x.
  • the effective cross section Q decreases with increasing stroke x. Since furthermore according to the representation in the FIGS. 8 and 9 As the stroke x increases with increasing temperature, the effective cross section Q of the ventilation duct 9 is therefore maximum at a temperature below a lower limit temperature and minimum at a temperature above an upper limit temperature.
  • the upper limit temperature is - of course - above the lower limit temperature.
  • the inverse procedure would also be possible, i.e. the effective cross section Q of the ventilation duct 9 is minimal at a temperature below the lower limit temperature and maximum at a temperature above the upper limit temperature.
  • the effective cross section Q of the ventilation duct 9 is constant both at a temperature below the lower limit temperature and at a temperature above the upper limit temperature. Regardless of the specific procedure, the conversion temperature (or the conversion temperature range) lies between the lower and upper limit temperatures.
  • FIG 11 shows an example of a possibility for the basic interaction of the temperature sensor 13 and the adjustable element 11.
  • the temperature sensor 13 is supported on a support point 19 via an overload spring 18.
  • the adjustable element 11 is pressed against the working piston 17 by means of a return spring 21, which is supported on a further support point 22.
  • the return spring 21 is weaker - usually considerably weaker - than the overload spring 18. If the working piston 17 is now extended due to an increase in temperature, the working piston 17 moves the adjustable element 11 against the return spring 21, so that the adjustable element 11 changes the effective cross section Q , usually reduced. The change in the effective cross section Q occurs until the adjustable element 11 abuts a further stop 23.
  • the temperature T at which the adjustable element 11 abuts the further stop 23 corresponds to upper limit temperature. If the working piston 17 is then extended further, the base body 15 is lifted off the stop 20. This is done by compressing the overload spring 18. However, the effective cross section Q no longer changes. This prevents damage to the temperature sensor 13 or other elements.
  • the base body 15 is moved until it rests against the stop 20 again. Until this point, the adjustable element 11 remains pressed against the further stop 23. If the temperature is reduced even further and the working piston 17 is retracted even further, the adjustable element 11 detaches from the further stop 23, so that the effective cross section Q is now changed again, usually enlarged. The movement of the adjustable element 11 takes place until the adjustable element 11 rests on a third stop 23 '.
  • the temperature T at which the adjustable element 11 contacts the third stop 23 ' corresponds to the lower limit temperature. If the temperature T is then reduced further, the working piston 17 detaches from the adjustable element 11.
  • the effective cross section Q no longer changes. As a result, the working piston 17 acts on the adjustable element 11 (only) at a temperature T above the lower limit temperature. However, the action of the working piston 17 on the adjustable element 11 only causes a change in the effective cross section Q up to the upper limit temperature.
  • the working piston 17 can also act indirectly on the adjustable element 11 via an actuator.
  • the actuating element is pressed against the working piston 17 by means of the return spring 21 and as a result is moved between the stops 23 and 23 '.
  • the actuator can alternatively act on the adjustable element via a rigid connection or via another spring.
  • the effective cross section Q of the ventilation duct 9 changes exclusively between the lower limit temperature and the upper limit temperature, i.e. remains constant both at a temperature below the lower limit temperature and at a temperature above the upper limit temperature will be explained later.
  • the temperature sensor 13 and the adjustable element 11 are usually in a common housing 24 ( FIG 12 ) arranged.
  • the adjustable element 11 is usually mounted in the housing 24.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 are generally as shown in FIG 12 attached in or on the frame 3.
  • attachment to or in the sash frame 4 would also be possible.
  • the usual design (fastening in or on the frame 3) is explained below.
  • fastening in or on the sash frame 4 the terms “frame” and “sash frame” would always have to be interchanged below.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 can be arranged directly on the outer wall 25 of the frame 3 adjacent to the surroundings of the building 1.
  • an arrangement on the inside of the outer wall 25 as well as on the outside of the outer wall 25 is possible.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 are as shown in FIG 12 but arranged on an internal wall 26.
  • the inner wall 26 is a wall of the frame 3 that is different from the outer wall 25.
  • it can be the inner wall of the frame 3 that delimits the window rebate 6.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 can alternatively be arranged on the inside of the internal wall 26, i.e. on the side of the internal wall 26 facing away from the window rebate 6.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 are arranged on the outside of the internal wall 26, i.e. the side of the internal wall 26 facing the window rebate 6.
  • Partition walls 27 have partition walls 27 for thermally coupling the temperature sensor 13 to the outside of the building 1 , which are arranged between the outer wall 25 and the inner wall 26, preferably have openings. The same can apply to the outer wall 25, even if this is not currently preferred.
  • the housing 24 and thus also the temperature sensor 13 are arranged on the outside of the internal wall 26, the internal wall 26 itself can also have openings in the area of the temperature sensor 13.
  • the temperature sensor 13 is preferably thermally coupled to the outside of the building 1 and thermally insulated from the inside of the building 1 and the ventilation duct 9.
  • the housing 24 can be as shown in FIG 12 be arranged within the ventilation duct 9.
  • the temperature sensor 13 can be thermally insulated by means of the housing 24 from the air 10 that flows through the ventilation duct 9.
  • the thermal insulation causes in particular that the air 10 flowing through the ventilation duct 9 is not supplied to the temperature sensor 13.
  • Thermal radiation can also be shielded to a limited extent.
  • the housing 24 - usually also the adjustable element 11 - is made of a bad material heat-conducting material, such as plastic.
  • the housing 24 and the adjustable element 11 can be surrounded by a stretchable layer made of silicone, for example.
  • a stretchable layer made of silicone, for example.
  • the temperature sensor 13 could even be hermetically sealed from the ventilation duct 9.
  • the temperature sensor 13 is thermally insulated by means of the housing 24 from the air 10 flowing through the ventilation duct 9.
  • the housing has - according to FIG 13 a number of breakthroughs.
  • the air adjacent to the outer wall 25 in the frame 3 can also flow around the temperature sensor 13. If good heat-conducting elements are arranged in openings, the thermal coupling can also be achieved (at least partially) by heat conduction.
  • FIGS. 13 to 17 show a concrete possible embodiment of an element that can be arranged in the window rebate 6 and includes both the housing 24, the temperature sensor 13 and the adjustable element 11 as well as all other components that are required for the interaction of the temperature sensor 13 and the adjustable element 11 .
  • the housing 24 is as shown in the FIGS. 13 to 17 preferably cuboid-shaped. For example, it can have a length of approximately 200 mm to approximately 400 mm and a width and a height of approximately 15 mm each.
  • An arrangement in the window rebate 6 is possible, particularly with such a small width and height. With such small dimensions, it is possible that the housing 24 and the adjustable element 11 are not only (additionally: partially) arranged in the window rebate 6, but are even arranged exclusively in the window rebate 6. As a result, the entire arrangement, i.e. housing 24 including temperature sensor 13 and adjustable element 11, is covered and not visible when the window is closed.
  • the recess 28 represents an opening through which the outer wall 25 in the frame 3 adjoins Air can also flow around the temperature sensor 13. Together with a corresponding opening on the inner wall 26, this causes the thermal coupling to the outer wall 25.
  • the housing itself includes according to the FIGS. 15 to 17 a lower housing part 29 and an upper housing part 30.
  • the lower housing part 29 includes (among other things) a receptacle 31 in which the base body 15 of the temperature sensor 13 is arranged.
  • An overload spring 18 is in the design of the FIGS. 13 to 17 not provided. But it could be there.
  • the arrangement of the temperature sensor 13 can be seen in such a way that the working piston 17 changes its position - of course depending on the phase state of the phase change material 14 - by moving it along a piston axis, the piston axis also clearly running parallel to that part of the frame 3 on which the base body 15 (here indirectly via the housing 24) is arranged.
  • the piston axis thus defines a direction of movement of the working piston 17.
  • the working piston 17 initially acts on a push rod 32.
  • the push rod 32 is slidably mounted in the lower housing part 29 and has (at least) one ramp 33 running obliquely to the piston axis, which merges at its beginning and at its end into sections running parallel to the piston axis.
  • the ramp 33 preferably forms an angle between 30° and 60°, in particular between 40° and 50°, with the direction of the piston axis. An angle of 45° is particularly preferred.
  • the sliding wedge 34 is an actuator for the adjustable element 11.
  • the sliding wedge 34 acts - usually via a spring-elastic device 35 - on the adjustable element 11.
  • the sliding wedge 34 is held in the lower housing part 29 in a receptacle 36 in which the sliding wedge 34 is mounted non-displaceably in the direction of the piston axis and displaceable orthogonally to the piston axis. Due to the deflection via the ramp 33, the sliding wedge 34 and thus indirectly also the adjustable element 11 are moved orthogonally to the piston axis.
  • the sliding wedge 34 preferably has a contact contour that is complementary to the ramp 33.
  • a rigid coupling can also exist. It It is even possible for the sliding wedge 34 to be part of the adjustable element 11. In this case, the working piston 17 of the temperature sensor 13 acts on the adjustable element 11 directly or only via the push rod 32.
  • the sliding wedge 34 is moved by the working piston 17 orthogonally to the piston axis only in the area of the ramp 33.
  • the transition from the ramp 33 to the two sections running parallel to the piston axis defines the upper and lower limit temperatures.
  • the adjustable element 11 is mounted in the upper housing part 30.
  • the adjustable element 11 is thus arranged on the frame 3 - in the present case indirectly via the housing 24.
  • the upper housing part 30, together with the adjustable element 11, causes the thermal insulation of the temperature sensor 13.
  • the adjustable element 11 has a beveled edge 37.
  • the beveled edge 37 faces the sash frame 4.
  • the beveled edge 37 would therefore be arranged in the left end region of the housing 24. Due to the beveled edge 37 and the spring-elastic device 35, the adjustable element 11 can move downwards (i.e. towards the lower housing part 29) if the adjustable element 11 protrudes beyond the lower edge of the sash frame 4 when the window is open and the window is then closed.
  • the temperature sensor 13 is arranged approximately centrally when viewed in the longitudinal direction of the housing 24 and the adjustable element 11 extends essentially over the entire length of the housing 24.
  • the adjustable element 11 when viewed in the longitudinal direction of the housing 24, also extends over the area, in which the temperature sensor 13 is arranged.
  • - viewed in the longitudinal direction of the housing 24 - only either the adjustable element 11 or the temperature sensor 13 is arranged at a specific location.
  • the adjustable element 11 can be used in the design of the FIGS. 13 to 15 only be present in a front and a rear area of the housing 24.
  • the central region of the housing 24, in which the temperature sensor 13 is arranged, can be fixed in this case.
  • the temperature sensor 13 can also be arranged in one end region of the housing 24, viewed in the longitudinal direction of the housing 24, and the adjustable element 11 can be arranged in the other end region of the housing 24. If viewed in the longitudinal direction of the housing 24, the temperature sensor 13 and the adjustable element can be arranged in different areas of the housing 24 Housing 24 arranged are, the housing 24 can be designed to be resilient, similar to the resilient support of the adjustable element 11 on the sliding wedge 34 via the resilient device 35.
  • the present invention has many advantages.
  • a self-sufficient control of the ventilation of a room in a building 1 is possible in a simple and reliable manner depending on the ambient temperature.

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Abstract

Eine fensterartige Gebäudeöffnung (2) weist einen mit einer Außenwand (5) des Gebäudes (1) verbundenen Blendrahmen (3) und einen am Blendrahmen (3) angeschlagenen Flügelrahmen (4) auf, die einen Fensterfalz (6) bilden. Der Blendrahmen (3) und der Flügelrahmen (4) sind mittels mindestens einer Dichtung (8) gegeneinander abgedichtet. Die Gebäudeöffnung (2) weist einen Lüftungskanal (9) auf, über den Luft (10) zwischen der Umgebung des Gebäudes (1) und dem Inneren des Gebäudes (1) strömen kann. Im Lüftungskanal (9) ist ein verstellbares Element (11) angeordnet, mittels dessen der wirksame Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert werden kann. Die Gebäudeöffnung (2) weist einen Temperaturfühler (13) auf, der den wirksamen Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) in Abhängigkeit von der mittels des Temperaturfühlers (13) erfassten Temperatur (T) einstellt. Der Temperaturfühler (13) umfasst ein Phasenwechselmaterial (14), das bei einer Umwandlungstemperatur (T0) oder in einem Umwandlungstemperaturbereich (Tl) seinen Phasenzustand, insbesondere seinen Aggregatszustand, ändert. Eine den wirksamen Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) beeinflussende Stellung des verstellbaren Elements (11) hängt vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials (14) ab.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einer fensterartigen Gebäudeöffnung,
    • wobei die Gebäudeöffnung einen mit einer Außenwand des Gebäudes verbundenen Blendrahmen und einen am Blendrahmen angeschlagenen Flügelrahmen aufweist, die einen Fensterfalz bilden,
    • wobei der Blendrahmen und der Flügelrahmen mittels mindestens einer Dichtung gegeneinander abgedichtet sind,
    • wobei die Gebäudeöffnung einen Lüftungskanal aufweist, über den Luft zwischen der Umgebung des Gebäudes und dem Inneren des Gebäudes strömen kann,
    • wobei im Lüftungskanal ein verstellbares Element angeordnet ist, mittels dessen der wirksame Querschnitt des Lüftungskanals zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert werden kann,
    • wobei die Gebäudeöffnung einen Temperaturfühler aufweist, der den wirksamen Querschnitt des Lüftungskanals in Abhängigkeit von der mittels des Temperaturfühlers erfassten Temperatur einstellt.
  • Eine derartige Gebäudeöffnung ist beispielsweise aus der DE 10 2015 110 572 A1 bekannt.
  • Bei Räumen von Gebäuden besteht das Bedürfnis, diese zuverlässig zu lüften, um beispielsweise Schimmelbildung vorzubeugen. Dennoch sollte die Belüftung zuverlässig und vorzugsweise automatisiert reguliert werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine derartige, automatisierte Belüftung in einfacher Weise realisiert werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch eine Gebäudeöffnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Gebäudeöffnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15.
  • Erfindungsgemäß wird eine Gebäudeöffnung der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass der Temperaturfühler ein Phasenwechselmaterial umfasst, das bei einer Umwandlungstemperatur oder in einem Umwandlungstemperaturbereich seinen Phasenzustand, insbesondere seinen Aggregatszustand, ändert und dass eine den wirksamen Querschnitt des Lüftungskanals beeinflussende Stellung des verstellbaren Elements vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials abhängt.
  • Mit dem Begriff "fensterartig" ist gemeint, dass es sich bei der Gebäudeöffnung alternativ um ein echtes Fenster oder um eine Tür handeln kann. In beiden Fällen ist der Flügelrahmen als geschlossener Rahmen ausgebildet, der - zumindest im Regelfall - ein oberes Rahmenteil, ein unteres Rahmenteil und zwei seitliche Rahmenteile umfasst, die zusammen den Flügelrahmen bilden. Bei einem Fenster ist der Blendrahmen auf die gleiche Art und Weise ausgebildet. Bei einer Tür kann in manchen Fällen das untere Rahmenteil des Blendrahmens entfallen. In manchen Fällen kann aber auch hier der untere Rahmenteil des Blendrahmens vorhanden sein. Die anderen Teile des Blendrahmens sind auch bei einer Tür stets vorhanden.
  • In der Regel wird der Minimalwert des wirksamen Querschnitts bei 0 liegen, der Lüftungskanal also gegebenenfalls vollständig geschlossen. Es kann jedoch auch ein Minimalwert oberhalb von 0 gewählt werden.
  • In der Regel kann das verstellbare Element zwischen zwei Endstellungen bewegt werden. In Richtung auf die eine Endstellung - nachfolgend als Ruhestellung bezeichnet - kann das verstellbare Element beispielsweise mittels einer Feder federbelastet sein, so dass das verstellbare Element in der Ruhestellung an den Temperaturfühler oder an einen Anschlag angedrückt wird. Wenn das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand ändert, ist dies meist mit einer signifikanten Volumenänderung verbunden. Wenn das Phasenwechselmaterial sich durch den Phasenwechsel ausdehnt, kann es die Federkraft überwinden und dadurch das verstellbare Element gegen die Federkraft in Richtung auf die andere Endstellung auslenken. Das Ausmaß der Auslenkung des verstellbaren Elements korrespondiert mit dem Ausmaß an Ausdehnung des Phasenwechselmaterials. Erfolgt der inverse Phasenwechsel, zieht sich das Phasenwechselmaterial wieder zusammen, so dass nunmehr die Feder das verstellbare Element wieder zurück in die Ruhestellung treibt.
  • Auch ohne Phasenwechsel dehnt sich das Phasenwechselmaterial bei einer Temperaturerhöhung aus bzw. zieht sich bei einer Temperaturverringerung zusammen. Das Ausmaß an Volumenänderung ist jedoch relativ gering. Der "Löwenanteil" erfolgt durch die Phasenänderung als solche.
  • Der Temperaturfühler ist ein rein passiv arbeitendes Element. Er muss also nicht beispielsweise mit elektrischer Energie, Druckluft oder auf andere Art und Weise mit Energie versorgt werden, sondern arbeitet direkt und unmittelbar aufgrund der temperaturbedingten Änderungen seines Zustands.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Temperaturfühler als Dehnstoffelement ausgebildet.
  • Ein Dehnstoffelement bezeichnet einen mit einem Dehnstoff gefüllten Aktor. Ein Dehnstoffelement besteht in der Regel aus einem Gehäuse, einem Arbeitskolben und dem Dehnstoff selbst. Der Dehnstoff selbst kann beispielsweise aus Öl, aus Wachs, aus einem Hartparaffin oder auch aus einem Metall bestehen. Auch bereits bei niedrigen Temperaturen schmelzende Salze, insbesondere Salzhydrate, kommen in Frage. Für weitere Details wird auf den Eintrag "Dehnstoffelement" in der deutschen Wikipedia, abgerufen am 28.07.2022, verwiesen.
  • Dehnstoffelemente werden beispielsweise in Heizkörpern als Thermostate verwendet. Dehnstoffelemente werden auch kommerziell am Markt angeboten. Rein beispielhaft kann auf den Typ X4.370.∗.299 der Firma ACS GmbH, Am Talfeld 5, Gmund am Tegernsee, Deutschland, verwiesen werden. Der "∗" in der vorstehenden Typenbezeichnung muss durch die Temperatur (in °C) ersetzt werden, bei welcher der Schaltvorgang erfolgen soll. Die Schalttemperatur kann durch entsprechende Wahl des Dehnstoffs selbst nach Bedarf festgelegt werden.
  • Vorzugsweise ändert das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand in einem Temperaturbereich zwischen 5 °C und 25 °C, insbesondere zwischen 10 °C und 20 °C, vorteilhaft im Bereich von 12 °C bis 15 °C, beispielsweise bei ca. 13 °C. Dieser Temperaturbereich ist insbesondere bei einem sogenannten Kellerlüfter von Vorteil, wenn also ein Kellerraum eines Gebäudes zwar im Winter automatisch belüftet werden soll, im Sommer aber die Belüftung geschlossen bleiben soll.
  • Die Aussage bezüglich des Temperaturbereichs gilt zunächst in dem Fall, dass das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand bei einer Umwandlungstemperatur ändert. Beispielsweise kann das Phasenwechselmaterial eine konkrete Umwandlungstemperatur von 12 °C aufweisen. In diesem Fall liegt die Umwandlungstemperatur - also der exakte Wert - in dem Temperaturbereich zwischen 5 °C und 25 °C. Dies kann aber auch in dem Fall gelten, dass das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand in einem Umwandlungstemperaturbereich ändert. Beispielsweise kann das Phasenwechselmaterial allmählich seinen Phasenzustand wechseln, wenn die Temperatur allmählich von 10 °C auf 15 °C ansteigt. In diesem Fall stellt der Umwandlungstemperaturbereich ein Teilintervall des Temperaturbereichs von 5 °C bis 25 °C dar.
  • Vorzugsweise ändert - bei einer festen Umwandlungstemperatur - das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand bei allmählicher Temperaturzunahme bei einer oberen Wechseltemperatur und bei allmählicher Temperaturabnahme bei einer unteren Wechseltemperatur, wobei die obere Wechseltemperatur größer als die untere Wechseltemperatur ist. In analoger Weise gilt vorzugsweise im Falle eines Umwandlungstemperaturbereichs, dass das Phasenwechselmaterial seinen Phasenzustand bei allmählicher Temperaturzunahme in einem oberen Wechseltemperaturbereich und bei allmählicher Temperaturabnahme in einem unteren Wechseltemperaturbereich ändert und dass der obere Wechseltemperaturbereich oberhalb des unteren Wechseltemperaturbereichs liegt. Genau genommen gilt, dass die Obergrenze des oberen Wechseltemperaturbereichs oberhalb der Obergrenze des unteren Wechseltemperaturbereichs liegt und die Untergrenze des oberen Wechseltemperaturbereichs oberhalb der Untergrenze des oberen Wechseltemperaturbereichs liegt.
  • In beiden Fällen weist das Phasenwechselmaterial eine gewisse Schalthysterese auf. Dies ist insbesondere für ein stabiles Schaltverhalten von Vorteil. Die Schalthysterese, also die Differenz zwischen der oberen und der unteren Wechseltemperatur bzw. dem oberen und dem unteren Wechseltemperaturbereich, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 K und 10 K, insbesondere zwischen 2 K und 4 K. Beispielsweise kann sie bei ca. 2,5 K liegen.
  • Vorzugsweise ist der wirksame Querschnitt des Lüftungskanals bei einer Temperatur unterhalb einer unteren Grenztemperatur konstant und bei einer Temperatur oberhalb einer oberen Grenztemperatur oberhalb der unteren Grenztemperatur ebenfalls konstant. Das Variieren des wirksamen Querschnitts erfolgt also nur in dem Temperaturbereich zwischen der unteren und der oberen Grenztemperatur. Dies gilt, obwohl sich das Volumen des Phasenwechselmaterials mit jeder Temperaturänderung ändert und sich damit auch die Arbeitsposition eines Stellgliedes des Temperaturfühlers mittels dessen das verstellbare Element direkt oder indirekt verstellt wird, (beispielsweise eines Arbeitskolbens) mit jeder Temperaturänderung ändert.
  • Vorzugsweise ist der wirksame Querschnitt unterhalb der unteren Grenztemperatur maximal und oberhalb der oberen Grenztemperatur minimal. Die Schaltrichtung des verstellbaren Elements geht also vorzugsweise dahin, dass der wirksame Querschnitt des Lüftungskanals bei tiefen Temperaturen maximiert und bei hohen Temperaturen minimiert wird. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei einem Kellerlüfter von Vorteil, wenn also ein Kellerraum eines Gebäudes zwar im Winter automatisch belüftet werden soll, im Sommer aber die Belüftung geschlossen bleiben soll.
  • Das verstellbare Element wird von einem Stellglied des Temperaturfühlers betätigt. Um zu erreichen, dass das Variieren des wirksamen Querschnitts nur in dem Temperaturbereich zwischen der unteren und der oberen Grenztemperatur erfolgt, sind verschiedene Ausgestaltungen möglich.
  • Zum einen ist es möglich, dass ein Arbeitskolben des Temperaturfühlers - direkt oder über ein Betätigungsorgan - auf das verstellbare Element wirkt und dass der Arbeitskolben des Temperaturfühlers über eine Führung, die in Endbereichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens verlaufende Abschnitte und dazwischen eine schräg zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens verlaufende Rampe aufweist, auf das verstellbare Element bzw. das Betätigungsorgan wirkt, so dass orthogonal zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens gesehen das verstellbare Element von dem Arbeitskolben ausschließlich im Temperaturbereich zwischen der unteren Grenztemperatur und der oberen Grenztemperatur bewegt wird.
  • In diesem Fall wird der wirksame Querschnitt durch das Verstellen des verstellbaren Elements orthogonal zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens eingestellt.
  • Zum anderen ist es möglich,
    • dass ein Grundkörper des Temperaturfühlers mittels einer sich an einem Stützpunkt abstützenden Überlastfeder an einen Anschlag angedrückt wird, so dass ein relativ zum Grundkörper beweglicher Arbeitskolben des Temperaturfühlers bei einer Temperatur unterhalb der unteren Grenztemperatur von dem verstellbaren Element oder einem Betätigungsorgan, über das der Arbeitskolben indirekt auf das verstellbare Element wirkt, beabstandet ist und bei einer Temperatur oberhalb der unteren Grenztemperatur direkt oder über das Betätigungsorgan auf das verstellbare Element wirkt,
    • dass der Arbeitskolben direkt oder über das Betätigungsorgan auf das verstellbare Element einwirkt, bis das verstellbare Element bzw. das Betätigungsorgan bei der oberen Grenztemperatur an einem weiteren Anschlag anstößt, und
    • dass der Grundkörper sich bei der oberen Grenztemperatur unter Komprimieren der Überlastfeder von dem Anschlag löst, so dass aufgrund der Überlastfeder bei einer Temperatur
      oberhalb der oberen Grenztemperatur keine Bewegung des verstellbaren Elements mehr erfolgt.
  • Die beiden Ausgestaltungen sind unabhängig voneinander realisierbar und können bei Bedarf auch miteinander kombiniert werden.
  • Der Temperaturfühler kann im Blendrahmen unmittelbar an der an die Umgebung des Gebäudes angrenzenden Außenwand des Blendrahmens angeordnet sein. In diesem Fall ist bereits aufgrund der Anordnung des Temperaturfühlers als solche eine gute thermische Ankopplung des Temperaturfühlers an die Umgebung des Gebäudes gewährleistet. Alternativ kann der Temperaturfühler an einer von der Außenwand verschiedenen Binnenwand des Blendrahmens angeordnet sein. Wenn in diesem Fall zwischen der Außenwand und der Binnenwand keine Zwischenwand angeordnet ist, besteht weiterhin eine relativ gute thermische Ankopplung des Temperaturfühlers an die Umgebung des Gebäudes. Dies gilt insbesondere, wenn die Binnenwand im Bereich des Temperaturfühlers Durchbrechungen aufweist. Wenn zwischen der Außenwand und der Binnenwand Zwischenwände angeordnet sind, sollten diese Zwischenwände Durchbrechungen aufweisen.
  • Im Falle der Anordnung des Temperaturfühlers an der Binnenwand oder an der Innenseite der Außenwand kann die Außenwand Durchbrechungen aufweisen. Vorzugsweise ist dies jedoch nicht der Fall. In Durchbrechungen können nach Bedarf wärmeleitende Elemente angeordnet sein. Die wärmeleitenden Elemente können insbesondere aus Metall oder einer gut wärmeleitenden Keramik bestehen.
  • Es ist weiterhin auch möglich, den Temperaturfühler zwar an der Außenwand des Blendrahmens anzuordnen, aber nicht im Blendrahmen, so dass die Außenwand sich zwischen der Umgebung des Gebäudes und dem Temperaturfühler befindet, sondern (ergänze gedanklich: außen) am Blendrahmen, so dass die Außenwand des Blendrahmens sich nicht zwischen der Umgebung des Gebäudes und dem Temperaturfühler befindet. Diese Ausgestaltung ist zwar möglich, wird derzeit aber nicht als bevorzugt erachtet.
  • Analoge Ausführungen gelten, wenn der Temperaturfühler nicht im oder am Blendrahmen, sondern im oder am Flügelrahmen befestigt ist.
  • Vorzugsweise verläuft der Lüftungskanal zumindest in einem Teilabschnitt im Fensterfalz. Dadurch kann der Lüftungskanal oftmals sehr unauffällig platziert werden. Dies gilt ganz besondere in dem Fall, dass der Lüftungskanal vollständig im Fensterfalz verläuft.
  • Vorzugsweise ist der Temperaturfühler in einem innerhalb des Lüftungskanals angeordneten Gehäuse angeordnet, wobei weiterhin das verstellbare Element in dem Gehäuse gelagert ist. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv einfach zu realisieren und vereinfacht auch die mechanische Kopplung des Temperaturfühlers und des verstellbaren Elements.
  • Das Gehäuse kann - insbesondere sogar ausschließlich bzw. vollständig - im Fensterfalz angeordnet sein. Dadurch ist die gesamte Anordnung bei geschlossenem Fenster verdeckt und nicht sichtbar.
  • Vorzugsweise ist das verstellbare Element direkt oder indirekt am Blendrahmen oder am Flügelrahmen angeordnet und weist zum Flügelrahmen bzw. zum Blendrahmen hin (also zum jeweils anderen Rahmen hin) eine abgeschrägte Kante auf. Durch eine derartige Anlaufschräge ist es möglich, dass das verstellbare Element einerseits bei geschlossenem Fenster (= Flügelrahmen liegt am Blendrahmen an) an den Flügelrahmen bzw. den Blendrahmen angedrückt wird, andererseits beim Schließen des Fensters ausweichen kann, so dass Schließen des Fensters nicht durch ein Anstoßen des Flügelrahmens an dem verstellbaren Element bzw. des verstellbaren Elements am Blendrahmen behindert wird.
  • Insbesondere im Falle einer derartigen Anordnung ist dem verstellbaren Element vorzugsweise eine federelastische Einrichtung vorgeordnet. Die federelastische Einrichtung ist in der Regel dem verstellbaren Element unmittelbar vorgeordnet. Sie kann aber, vom verstellbaren Element in Richtung auf den Temperaturfühler zu gesehen, auch näher zum Temperaturfühler hin angeordnet sein. Durch die federelastische Einrichtung können Einbautoleranzen ausgeglichen werden. Dies kann insbesondere dann relevant sein, wenn der Minimalwert, auf den der wirksame Querschnitt des Lüftungskanals eingestellt werden kann, bei 0 liegen soll, der Lüftungskanal also gegebenenfalls vollständig geschlossen werden soll. Weiterhin wird dadurch erreicht, dass das verstellbare Element beim Schließen des Fensters ausweichen kann, so dass einerseits das Fenster uneingeschränkt geöffnet oder geschlossen werden kann, andererseits jedoch sowohl ein dichter Abschluss zwischen dem verstellbaren Element und dem Flügelrahmen bzw. dem Blendrahmen bewirkt werden kann als auch Schäden am verstellbaren Element zuverlässig vermieden werden.
  • Vorzugsweise weist der Temperaturfühler einen Grundkörper und einen Arbeitskolben auf. Der Grundkörper ist am oder im Blendrahmen oder am oder im Flügelrahmen ortsfest angeordnet. Der Arbeitskolben ist im Grundkörper beweglich gelagert und ändert seine Position in Abhängigkeit vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials durch Verschieben entlang einer Kolbenachse. Die Kolbenachse verläuft parallel zu demjenigen Teil des Blendrahmens bzw. Flügelrahmens, an oder in dem der Grundkörper angeordnet ist, also in Richtung der Längserstreckung des entsprechenden Teils des Blendrahmens bzw. Flügelrahmens. Dadurch ist trotz der beengten Verhältnisse im Fensterfalz ein großer Stellweg des Temperaturfühlers möglich.
  • Vorzugsweise wird das verstellbare Element orthogonal zur Kolbenachse bewegt. Die Bewegung des verstellbaren Elements kann alternativ orthogonal zur Rahmenebene oder parallel zur Rahmenebene sein.
  • Die erforderliche Umlenkung zwischen der Änderung der Position des Arbeitskolbens und der Bewegungsrichtung des verstellbaren Elements kann beispielsweise über ein Gelenk oder über aneinander ablaufende Schrägen erzielt werden. Im Falle von Schrägen liegt der Winkel, den die jeweilige Schräge mit ihrer jeweiligen Bewegungsrichtung bildet, meist zwischen 30° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 50°.
  • Vorzugsweise ist der Temperaturfühler mit der Außenseite des Gebäudes thermisch gekoppelt und vom Inneren des Gebäudes und dem Lüftungskanal thermisch isoliert. Dadurch ist auf einfache Weise eine Lüftung in Abhängigkeit von der Außentemperatur gewährleistet.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in schematischer Prinzipdarstellung:
    • FIG 1
    ein Gebäude,
    FIG 2
    einen Teil der Außenfassade des Gebäudes von FIG 1 mit einem Fenster,
    FIG 3
    einen Schnitt entlang einer Linie III-III durch das Fenster von FIG 2,
    FIG 4
    einen Ausschnitt von FIG 3,
    FIG 5
    einen Luftstrom,
    FIG 6
    ein Dehnstoffelement mit eingefahrenem Arbeitskolben,
    FIG 7
    das Dehnstoffelement von FIG 6 mit ausgefahrenem Arbeitskolben,
    FIG 8
    ein Temperaturdiagramm,
    FIG 9
    ein weiteres Temperaturdiagramm,
    FIG 10
    ein Hubdiagramm,
    FIG 11
    das prinzipielle Zusammenwirken eines Temperaturfühlers und eines verstellbaren Elements,
    FIG 12
    einen Schnitt durch einen Blendrahmen,
    FIG 13
    ein Gehäuse mit seiner an eine Wand angrenzenden Seite,
    FIG 14
    das Gehäuse von FIG 13 mit seiner von der Wand abgewandten Seite,
    FIG 15
    eine Explosionsdarstellung des Gehäuses von FIG 13,
    FIG 16
    einen Schnitt durch das Gehäuse von FIG 13 bei eingefahrenem verstellbarem Element und
    FIG 17
    einen Schnitt durch das Gehäuse von FIG 13 bei ausgefahrenem verstellbarem Element.
  • Gemäß FIG 1 weist ein Gebäude 1 (unter anderem) eine fensterartige Gebäudeöffnung 2 auf. Die Gebäudeöffnung 2 ist gemäß den FIG 1 und 2 als Fenster ausgebildet. Sie könnte jedoch ebenso als Tür ausgebildet sein. Die Gebäudeöffnung 2 weist gemäß den FIG 2 und 3 einen Blendrahmen 3 und einen Flügelrahmen 4 auf.
  • Der Blendrahmen 3 ist gemäß FIG 3 mit einer Außenwand 5 des Gebäudes 1 verbunden. Er kann vollständig umlaufend ausgebildet sein. In diesem Fall weist der Blendrahmen 3, wie in FIG 2 erkennbar, ein oberes Rahmenteil 3a, zwei seitliche Rahmenteile 3b, 3c und ein unteres Rahmenteil 3d auf. Insbesondere bei einem Fenster ist dies der Fall. Bei einer Tür kann dies ebenfalls der Fall sein. Bei einer Tür kann jedoch alternativ auch das untere Rahmenteil 3d entfallen, also nur das obere Rahmenteil 3a und die beiden seitlichen Rahmenteile 3b, 3c vorhanden sein. Der Flügelrahmen 4 ist am Blendrahmen 3 angeschlagen. Er ist - unabhängig von der Ausgestaltung der Gebäudeöffnung 2 als Fenster oder als Tür - stets vollständig umlaufend ausgebildet. Der Flügelrahmen 4 weist also, wie in FIG 2 erkennbar, ein oberes Rahmenteil 4a, zwei seitliche Rahmenteile 4b, 4c und ein unteres Rahmenteil 4d auf.
  • Der Blendrahmen 3 und der Flügelrahmen 4 bilden einen Fensterfalz 6. Der Flügelrahmen 4 trägt weiterhin (mindestens) eine Scheibe 7 (alternativ oder zusätzlich mindestens eine Platte). Die Scheiben 7 und Platten überdecken die vom Flügelrahmen 4 (genauer: von dessen Rahmenteilen 4a bis 4d) umschlossene Fläche.
  • Der Blendrahmen 3 und der Flügelrahmen 4 sind mittels mindestens einer Dichtung 8 gegeneinander abgedichtet. Konkret sind in FIG 3 zwei Dichtungen 8 dargestellt, wobei je eine der beiden Dichtungen 8 am Blendrahmen 3 und am Flügelrahmen 4 angeordnet ist.
  • Die Gebäudeöffnung weist gemäß den FIG 3 und 4 einen Lüftungskanal 9 auf. Über den Lüftungskanal 9 kann gemäß FIG 5 Luft 10 zwischen der Umgebung des Gebäudes 1 und dem Inneren des Gebäudes 1 strömen. Die FIG 4 und 5 zeigen zugleich auch die derzeit bevorzugte Ausgestaltung, bei welcher der Lüftungskanal 9 vollständig im Fensterfalz 6 verläuft. Alternativ zu einer vollständigen Anordnung des Lüftungskanals 9 im Fensterfalz 6 ist es jedoch ebenso möglich, dass der Lüftungskanal 9 nur in einem Teilabschnitt im Fensterfalz 6 verläuft oder nicht im Fensterfalz 6 verläuft.
  • Um das Strömen der Luft 10 im Fensterfalz 6 zu ermöglichen, können beispielsweise die beiden Dichtungen 8 in einem jeweiligen Teilabschnitt entfernt sein. Konkret ist, wie in den FIG 3 und 4 durch gestrichelte Darstellung der Dichtungen 8 im jeweiligen Bereich angedeutet ist, die am Blendrahmen 3 angeordnete Dichtung 8 im Bereich des unteren Rahmenteils 3d vollständig oder teilweise entfernt und die am Flügelrahmen 4 angeordnete Dichtung 8 im Bereich des oberen Rahmenteils 4a vollständig oder teilweise entfernt. Die genannten Stellen, in denen die Dichtungen 8 vollständig oder teilweise entfernt sind, können jedoch auch anders gewählt werden. In diesem Fall wäre auch die Führung der in dem Lüftungskanal 9 strömenden Luft 10 (vergleiche FIG 5) anders.
  • Im Lüftungskanal 9 ist gemäß FIG 4 ein verstellbares Element 11 angeordnet. Die Verstellbarkeit ist in FIG 4 durch einen Pfeil 12 angedeutet. Mittels des verstellbaren Elements 11 kann der wirksame Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 (siehe FIG 10) zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert werden. Oftmals kann der Lüftungskanal 9 mittels des verstellbaren Elements 11 vollständig geschlossen werden (Minimalwert = 0).
  • Zur Ansteuerung des verstellbaren Elements 11 weist die Gebäudeöffnung 2 einen Temperaturfühler 13 auf. Der Temperaturfühler 13 stellt den wirksamen Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 in Abhängigkeit von der mittels des Temperaturfühlers 13 erfassten Temperatur T ein. Insbesondere umfasst der Temperaturfühler 13 gemäß den FIG 6 und 7 ein Phasenwechselmaterial 14, also ein Material, das bei einer Umwandlungstemperatur (oder in einem Umwandlungstemperaturbereich) seinen Phasenzustand ändert. Der Phasenzustand kann insbesondere der Aggregatszustand des Phasenwechselmaterials 14 sein, also fest, flüssig oder gasförmig. Das Phasenwechselmaterial 14 kann beispielsweise ein Wachs, ein Öl oder ein Paraffin sein. Auch manche Metalllegierungen können in Frage kommen, beispielsweise das sogenannte Woodsche Metall. Gleiches gilt für andere Materialien wie beispielsweise bestimmte Salzhydrate.
  • Der Temperaturfühler 13 kann insbesondere als Dehnstoffelement ausgebildet sein. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines Dehnstoffelements sind allgemein bekannt. Konkret ist bei einem Dehnstoffelement das Phasenwechselmaterial 14 gemäß den FIG 6 und 7 in der Regel in einem Grundkörper 15 angeordnet, der mittels einer Membran 16 abgedichtet ist. Über die Membran 16 wirkt das Phasenwechselmaterial 14 auf einen Arbeitskolben 17. Je nach Phasenzustand des Phasenwechselmaterials 14 (meist fest oder flüssig, in seltenen Fällen flüssig oder gasförmig) ist der Arbeitskolben 17 entweder eingefahren (FIG 6) oder ausgefahren (FIG 7).
  • Der Arbeitskolben 17 kann, wie in FIG 4 dargestellt, direkt auf das verstellbare Element 11 wirken. Bevorzugt ist jedoch eine indirekte Einwirkung. Dies wird später noch näher erläutert werden. In beiden Fällen hängt jedoch die Stellung des verstellbaren Elements 11, die ihrerseits wiederum den wirksamen Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 beeinflusst, vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials 14 ab.
  • Die Ansteuerung des verstellbaren Elements 11 durch den Temperaturfühler 13 erfolgt selbsttätig direkt durch die erfasste Temperatur T als solche, also ohne Wandlung in ein elektrisches oder anderes Signal nebst nachfolgender Auswertung in einer elektronischen Steuerung oder dergleichen. Daher ist auch keine explizite Aktivierung des Temperaturfühlers 13 erforderlich. Auch eine aktive Energiequelle zur Energieversorgung des Temperaturfühlers 13 ist nicht erforderlich.
  • In den FIG 8 und 9 sind zwei mögliche Verläufe für den Hub x des Arbeitskolbens 17 als Funktion der Temperatur T dargestellt. Je größer der Wert des Hubes x ist, desto weiter ist der Arbeitskolben 17 ausgefahren.
  • In der Darstellung gemäß FIG 8 ändert das Phasenwechselmaterial 14 seinen Phasenzustand bei einer festen Temperatur. Insbesondere ändert das Phasenwechselmaterial 14 seinen Phasenzustand bei allmählicher Temperaturzunahme bei einer oberen Wechseltemperatur T0a und bei allmählicher Temperaturabnahme bei einer unteren Wechseltemperatur T0b, wobei die obere Wechseltemperatur T0a größer als die untere Wechseltemperatur T0b ist. Die Differenz der beiden Wechseltemperaturen T0a, T0b definiert eine Schalthysterese. Sowohl die feste Temperatur als auch die Schalthysterese können durch geeignete Wahl des Phasenwechselmaterials 14 - zumindest innerhalb gewisser Grenzen - nach Bedarf eingestellt werden. In der Regel liegt die feste Temperatur zwischen 5 °C und 25 °C, vorzugsweise zwischen 10 °C und 20 °C. Besonders bevorzugt ist der Bereich von 12 °C bis 15 °C, beispielsweise bei 13 °C. Weiterhin liegt die Schalthysterese meist im Bereich zwischen 1 K und 10 K, insbesondere zwischen 2 K und 4 K. Besonders bevorzugt ist ein Wert von ca. 2,5 K. Bei kommerziell erhältlichen Temperaturfühlern 13 dieser Art wird als feste Schalttemperatur T0 meist der Mittelwert zwischen der oberen Wechseltemperatur T0a und der unteren Wechseltemperatur T0b angegeben.
  • In der Darstellung gemäß FIG 9 ändert das Phasenwechselmaterial 14 seinen Phasenzustand in einem Temperaturbereich. Insbesondere ändert das Phasenwechselmaterial 14 seinen Phasenzustand bei allmählicher Temperaturzunahme in einem oberen Wechseltemperaturbereich T1a und bei allmählicher Temperaturabnahme bei einem unteren Wechseltemperaturbereich T1b. Analog zu FIG 8 liegt der obere Wechseltemperaturbereich T1a oberhalb des unteren Wechseltemperaturbereichs T1b. Die Differenz der Mittelwerte der beiden Wechseltemperaturbereiche T1a, T1b definiert wie zuvor eine Schalthysterese. Die Schalthysterese kann nach Bedarf sein. Analog zu der Situation bei FIG 8 können die Größe der beiden Wechseltemperaturbereiche T1a, T1b, der Mittelwert T1 der beiden Wechseltemperaturbereiche T1a, T1b und die Schalthysterese durch geeignete Wahl des Phasenwechselmaterials 14 - zumindest innerhalb gewisser Grenzen - nach Bedarf eingestellt werden. Bei kommerziell erhältlichen Temperaturfühlern 13 dieser Art wird als feste Schalttemperatur T0 meist der Mittelwert zwischen den beiden Wechseltemperaturbereichen T1a, T1b angegeben.
  • FIG 10 zeigt die Größe des wirksamen Querschnitts Q des Lüftungskanals 9 als Funktion des Hubes x. Gemäß FIG 10 nimmt der wirksame Querschnitt Q mit zunehmendem Hub x ab. Da weiterhin entsprechend der Darstellung in den FIG 8 und 9 der Hub x mit steigender Temperatur zunimmt, ist somit im Ergebnis der wirksame Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 bei einer Temperatur unterhalb einer unteren Grenztemperatur maximal und bei einer Temperatur oberhalb einer oberen Grenztemperatur minimal. Die obere Grenztemperatur liegt - selbstverständlich - oberhalb der unteren Grenztemperatur. Natürlich wäre auch die inverse Vorgehensweise möglich, dass also der wirksame Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 bei einer Temperatur unterhalb der unteren Grenztemperatur minimal und bei einer Temperatur oberhalb der oberen Grenztemperatur maximal ist. In beiden Fällen aber ist der wirksame Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 sowohl bei einer Temperatur unterhalb der unteren Grenztemperatur als auch bei einer Temperatur oberhalb der oberen Grenztemperatur konstant. Unabhängig von der konkreten Vorgehensweise liegt die Umwandlungstemperatur (bzw. der Umwandlungstemperaturbereich) zwischen der unteren und der oberen Grenztemperatur.
  • FIG 11 zeigt beispielhaft eine Möglichkeit für das prinzipielle Zusammenwirken des Temperaturfühlers 13 und des verstellbaren Elements 11. Gemäß FIG 11 stützt sich der Temperaturfühler 13 über eine Überlastfeder 18 an einem Stützpunkt 19 ab. Dadurch wird der Grundkörper 15 an einen Anschlag 20 angedrückt. Das verstellbare Element 11 wird mittels einer Rückstellfeder 21, die sich an einem weiteren Stützpunkt 22 abstützt, an den Arbeitskolben 17 angedrückt. Die Rückstellfeder 21 ist schwächer - meist erheblich schwächer- als die Überlastfeder 18. Wird nun aufgrund einer Temperaturerhöhung der Arbeitskolben 17 ausgefahren, so bewegt der Arbeitskolben 17 das verstellbare Element 11 gegen die Rückstellfeder 21, so dass das verstellbare Element 11 den wirksamen Querschnitt Q verändert, meist verringert. Die Änderung des wirksamen Querschnitts Q erfolgt, bis das verstellbare Element 11 an einen weiteren Anschlag 23 anstößt. Die Temperatur T, bei welcher das verstellbare Element 11 an dem weiteren Anschlag 23 anstößt, entspricht der oberen Grenztemperatur. Wird danach der Arbeitskolben 17 noch weiter ausgefahren, wird der Grundkörper 15 von dem Anschlag 20 abgehoben. Dies erfolgt unter Komprimieren der Überlastfeder 18. Der wirksame Querschnitt Q ändert sich jedoch nicht mehr. Dadurch werden Schäden am Temperaturfühler 13 oder an anderen Elementen verhindert.
  • Bei einer Temperaturverringerung erfolgen die inversen Vorgänge. Zunächst wird der Grundkörper 15 verfahren, bis er wieder an dem Anschlag 20 anliegt. Bis zu diesem Zeitpunkt bleibt das verstellbare Element 11 an den weiteren Anschlag 23 angedrückt. Bei einer noch weitergehenden Temperaturverringerung und somit auch einem noch weitergehenden Einfahren des Arbeitskolben 17 löst sich das verstellbare Element 11 von dem weiteren Anschlag 23, so dass nunmehr wieder der wirksame Querschnitt Q geändert wird, meist vergrößert wird. Das Verfahren des verstellbaren Elements 11 erfolgt, bis das verstellbare Element 11 sich an einem dritten Anschlag 23' anlegt. Die Temperatur T, bei welcher das verstellbare Element 11 sich an den dritten Anschlag 23' anlegt, entspricht der unteren Grenztemperatur. Wird danach die Temperatur T noch weiter verringert, löst sich der Arbeitskolben 17 von dem verstellbaren Element 11. Auch jetzt ändert sich der wirksame Querschnitt Q nicht mehr. Im Ergebnis wirkt somit der Arbeitskolben 17 (nur) bei einer Temperatur T oberhalb der unteren Grenztemperatur auf das verstellbare Element 11. Die Einwirkung des Arbeitskolben 17 auf das verstellbare Element 11 bewirkt jedoch nur bis zur oberen Grenztemperatur auch eine Veränderung des wirksamen Querschnitts Q.
  • Obenstehend wurde ein direktes Einwirken des Arbeitskolbens 17 auf das verstellbare Element 11 erläutert. Alternativ kann der Arbeitskolben 17 auch über ein Betätigungsorgan indirekt auf das verstellbare Element 11 einwirken. In diesem Fall wird das Betätigungsorgan mittels der Rückstellfeder 21 an den Arbeitskolben 17 angedrückt und dadurch im Ergebnis zwischen den Anschlägen 23 und 23' verfahren. Das Betätigungsorgan kann alternativ über eine starre Verbindung oder über eine weitere Feder auf das verstellbare Element wirken.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Funktionalität, dass der wirksame Querschnitt Q des Lüftungskanals 9 sich ausschließlich zwischen der unteren Grenztemperatur und der oberen Grenztemperatur ändert, also sowohl bei einer Temperatur unterhalb der unteren Grenztemperatur als auch bei einer Temperatur oberhalb der oberen Grenztemperatur konstant bleibt, wird später noch erläutert werden.
  • Der Temperaturfühler 13 und das verstellbare Element 11 sind meist in einem gemeinsamen Gehäuse 24 (FIG 12) angeordnet. Üblicherweise ist in diesem Fall das verstellbare Element 11 in dem Gehäuse 24 gelagert.
  • Das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 sind in der Regel entsprechend der Darstellung in FIG 12 im oder am Blendrahmen 3 befestigt. Alternativ wäre auch eine Befestigung am oder im Flügelrahmen 4 möglich. Nachfolgend wird die übliche Ausgestaltung (Befestigung im oder am Blendrahmen 3) erläutert. Bei einer Befestigung im oder am Flügelrahmen 4 müssten nachstehend stets die Begriffe "Blendrahmen" und "Flügelrahmen" gegeneinander ausgetauscht werden.
  • Es ist möglich, dass das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 unmittelbar an der an die Umgebung des Gebäudes 1 angrenzenden Außenwand 25 des Blendrahmens 3 angeordnet sind. Hierbei ist prinzipiell sowohl eine Anordnung an der Innenseite der Außenwand 25 als auch an der Außenseite der Außenwand 25 möglich. Vorzugsweise sind das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 entsprechend der Darstellung in FIG 12 jedoch an einer Binnenwand 26 angeordnet. Die Binnenwand 26 ist eine von der Außenwand 25 verschiedene Wand des Blendrahmens 3. Es kann sich insbesondere um die innere, den Fensterfalz 6 begrenzende Wand des Blendrahmens 3 handeln. Auch hier können das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 alternativ an der Innenseite der Binnenwand 26 angeordnet sein, also an der vom Fensterfalz 6 abgewandten Seite der Binnenwand 26. Vorzugsweise und wie in FIG 12 auch dargestellt, sind das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 jedoch an der Außenseite der Binnenwand 26 angeordnet, also der dem Fensterfalz 6 zugewandten Seite der Binnenwand 26. Zur thermischen Ankopplung des Temperaturfühlers 13 an die Außenseite des Gebäudes 1 weisen Zwischenwände 27, die zwischen der Außenwand 25 und der Binnenwand 26 angeordnet sind, vorzugsweise Durchbrechungen auf. Gleiches kann für die Außenwand 25 gelten, auch wenn dies derzeit nicht bevorzugt ist. Weiterhin kann, sofern das Gehäuse 24 und damit im Ergebnis auch der Temperaturfühler 13 an der Außenseite der Binnenwand 26 angeordnet sind, auch die Binnenwand 26 selbst im Bereich des Temperaturfühlers 13 Durchbrechungen aufweisen.
  • Der Temperaturfühler 13 ist vorzugsweise mit der Außenseite des Gebäudes 1 thermisch gekoppelt und vom Inneren des Gebäudes 1 und dem Lüftungskanal 9 thermisch isoliert. Beispielsweise kann das Gehäuse 24 gemäß der Darstellung in FIG 12 innerhalb des Lüftungskanals 9 angeordnet sein. In diesem Fall kann der Temperaturfühler 13 mittels des Gehäuses 24 gegenüber der Luft 10, die den Lüftungskanal 9 durchströmt, thermisch isoliert sein. Die thermische Isolierung bewirkt insbesondere, dass die den Lüftungskanal 9 durchströmende Luft 10 nicht dem Temperaturfühler 13 zugeführt wird. In begrenztem Umfang kann auch Wärmestrahlung abgeschirmt werden. Zur Vermeidung von Wärmeleitung besteht das Gehäuse 24 - meist auch das verstellbare Element 11 - aus einem schlecht wärmeleitenden Material, beispielsweise Kunststoff. Es ist sogar möglich, dass das Gehäuse 24 und das verstellbare Element 11 von einer dehnbaren Schicht beispielsweise aus Silikon umgeben sind. Eine derartige Schicht kann nach Art eines Faltenbalges ausgebildet sein. Im Falle einer derartigen Schicht könnte der Temperaturfühler 13 gegenüber dem Lüftungskanal 9 sogar hermetisch abgedichtet sein. In allen genannten Fällen ist der Temperaturfühler 13 mittels des Gehäuses 24 gegenüber der den Lüftungskanal 9 durchströmenden Luft 10 thermisch isoliert. Zur thermischen Ankopplung an die Außenseite des Gebäudes 1 weist das Gehäuse - gemäß FIG 13 eine Anzahl von Durchbrechungen auf. Dadurch kann (in Verbindung mit den Durchbrechungen der Zwischenwände 27 und der Binnenwand 26) die im Blendrahmen 3 an die Außenwand 25 angrenzende Luft auch den Temperaturfühler 13 umströmen. Wenn in Durchbrechungen gut wärmeleitende Elemente angeordnet sind, kann die thermische Ankopplung (zumindest teilweise) auch durch Wärmeleitung bewirkt werden.
  • Die FIG 13 bis 17 zeigen eine konkrete mögliche Ausgestaltung eines Elements, das im Fensterfalz 6 angeordnet werden kann und sowohl das Gehäuse 24, den Temperaturfühler 13 und das verstellbare Element 11 als auch alle übrigen Komponenten umfasst, die für das Zusammenwirken des Temperaturfühlers 13 und des verstellbaren Elements 11 erforderlich sind.
  • Das Gehäuse 24 ist entsprechend den Darstellungen in den FIG 13 bis 17 vorzugsweise quaderförmig ausgebildet. Es kann beispielsweise eine Länge von ca. 200 mm bis ca. 400 mm und eine Breite und eine Höhe von jeweils ca. 15 mm aufweisen. Insbesondere mit einer derart kleinen Breite und Höhe ist eine Anordnung im Fensterfalz 6 möglich. Mit derart kleinen Abmessungen ist es möglich, dass das Gehäuse 24 und das verstellbare Element 11 nicht nur (ergänze: teilweise) im Fensterfalz 6 angeordnet sind, sondern sogar ausschließlich im Fensterfalz 6 angeordnet sind. Dadurch ist die gesamte Anordnung, also Gehäuse 24 einschließlich Temperaturfühler 13 und verstellbarem Element 11, bei geschlossenem Fenster verdeckt und nicht sichtbar.
  • Man erkennt in FIG 13 Durchtrittslöcher für Schrauben und in FIG 14 die korrespondierenden, sich erweiternden Aufnahmen für Schraubenköpfe der Schrauben. Mittels der Schrauben (nicht dargestellt) oder anderer geeigneter Befestigungselemente kann das Gehäuse 24 und damit indirekt auch der Grundkörper 15 am Blendrahmen 3 ortsfest angeordnet werden.
  • Man erkennt weiterhin in FIG 13 eine längliche Ausnehmung 28. Die Ausnehmung 28 stellt einen Durchbruch dar, über den die im Blendrahmen 3 an die Außenwand 25 angrenzende Luft auch den Temperaturfühler 13 umströmen kann. Zusammen mit einem korrespondierenden Durchbruch an der Binnenwand 26 bewirkt dies die thermische Ankopplung an die Außenwand 25.
  • Das Gehäuse selbst umfasst gemäß den FIG 15 bis 17 ein Gehäuseunterteil 29 und ein Gehäuseoberteil 30.
  • Das Gehäuseunterteil 29 umfasst (unter anderem) eine Aufnahme 31, in welcher der Grundkörper 15 des Temperaturfühlers 13 angeordnet ist. Eine Überlastfeder 18 ist bei der Ausgestaltung der FIG 13 bis 17 nicht vorgesehen. Sie könnte aber vorhanden sein.
  • Die Anordnung des Temperaturfühlers 13 ist ersichtlich derart, dass der Arbeitskolben 17 seine Position - selbstverständlich in Abhängigkeit vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials 14 - durch Verschieben entlang einer Kolbenachse ändert, wobei die Kolbenachse ebenso ersichtlich parallel zu demjenigen Teil des Blendrahmens 3 verläuft, an dem der Grundkörper 15 (vorliegend indirekt über das Gehäuse 24) angeordnet ist. Die Kolbenachse definiert somit eine Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens 17.
  • Der Arbeitskolben 17 wirkt zunächst auf eine Schiebestange 32. Die Schiebestange 32 ist im Gehäuseunterteil 29 verschiebbar gelagert und weist (mindestens) eine schräg zur Kolbenachse verlaufende Rampe 33 auf, die an ihrem Anfang und an ihrem Ende in parallel zur Kolbenachse verlaufende Abschnitte übergeht. Die Rampe 33 bildet mit der Richtung der Kolbenachse vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 50°. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von 45°.
  • Die Rampe 33 und die beiden parallel zur Kolbenachse verlaufenden Abschnitte bilden zusammen eine Führung, über die der Arbeitskolben 17 auf den Schiebekeil 34 wirkt. Der Schiebekeil 34 ist ein Betätigungsorgan für das verstellbare Element 11. Der Schiebekeil 34 wirkt - in der Regel über eine federelastische Einrichtung 35 - auf das verstellbare Element 11. Der Schiebekeil 34 ist im Gehäuseunterteil 29 in einer Aufnahme 36 gehalten, in welcher der Schiebekeil 34 in Richtung der Kolbenachse unverschiebbar und orthogonal zur Kolbenachse verschiebbar gelagert ist. Aufgrund der Umlenkung über die Rampe 33 wird somit der Schiebekeil 34 und damit indirekt auch das verstellbare Element 11 orthogonal zur Kolbenachse bewegt. Vorzugsweise weist der Schiebekeil 34 eine zu der Rampe 33 komplementäre Kontaktkontur auf.
  • Alternativ zu einer flexiblen Kopplung des Schiebekeils 34 mit dem verstellbaren Element 11 (über die federelastische Einrichtung 35) kann auch eine starre Kopplung bestehen. Es ist sogar möglich, dass der Schiebekeil 34 ein Bestandteil des verstellbaren Elements 11 ist. In diesem Fall wirkt der Arbeitskolben 17 des Temperaturfühlers 13 direkt oder nur über die Schiebestange 32 auf das verstellbare Element 11.
  • Aufgrund der beiden parallel zur Kolbenachse verlaufenden Abschnitte und der Rampe 33 der Schiebestange 32 wird der Schiebekeil 34 von dem Arbeitskolben 17 orthogonal zur Kolbenachse gesehen nur im Bereich der Rampe 33 bewegt. Der Übergang von der Rampe 33 zu den beiden parallel zur Kolbenachse verlaufenden Abschnitten definiert die obere und die untere Grenztemperatur.
  • Im Gehäuseoberteil 30 ist das verstellbare Element 11 gelagert. Das verstellbare Element 11 ist damit - vorliegend indirekt über das Gehäuse 24 - am Blendrahmen 3 angeordnet. Das Gehäuseoberteil 30 bewirkt zusammen mit dem verstellbaren Element 11 die thermische Isolierung des Temperaturfühlers 13.
  • Ersichtlich weist das verstellbare Element 11 eine abgeschrägte Kante 37 auf. Die abgeschrägte Kante 37 ist dem Flügelrahmen 4 zugewandt. Bezogen auf die Darstellung in FIG 12 wäre die abgeschrägte Kante 37 also im linken Endbereich des Gehäuses 24 angeordnet. Aufgrund der abgeschrägten Kante 37 und der federelastischen Einrichtung 35 kann das verstellbare Element 11 nach unten (also auf das Gehäuseunterteil 29 zu) ausweichen, falls das verstellbare Element 11 bei geöffnetem Fenster über die Unterkante des Flügelrahmens 4 hinausragen sollte und das Fenster dann geschlossen wird.
  • In der Darstellung gemäß den FIG 13 bis 15 ist der Temperaturfühler 13 in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen in etwa mittig angeordnet und erstreckt sich das verstellbare Element 11 im wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses 24. Insbesondere erstreckt sich damit in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen das verstellbare Element 11 auch über den Bereich, in dem der Temperaturfühler 13 angeordnet ist. Es ist jedoch ebenso möglich, dass - in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen - an einem bestimmten Ort nur entweder das verstellbare Element 11 oder der Temperaturfühler 13 angeordnet ist. Beispielsweise kann in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen das verstellbare Element 11 bei der Ausgestaltung der FIG 13 bis 15 nur in einem vorderen und in einem hinteren Bereich des Gehäuses 24 vorhanden sein. Der mittlere Bereich des Gehäuses 24, in dem der Temperaturfühler 13 angeordnet ist, kann in diesem Fall fest sein. Auch kann der Temperaturfühler 13 in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen im einen Endbereich des Gehäuses 24 angeordnet sein, das verstellbare Element 11 im anderen Endbereich des Gehäuses 24. Falls in Längsrichtung des Gehäuses 24 gesehen der Temperaturfühler 13 und das verstellbare Element in voneinander verschiedenen Bereichen des Gehäuses 24 angeordnet sind, kann das Gehäuse 24 ähnlich der nachgiebigen Abstützung des verstellbaren Elements 11 an dem Schiebekeil 34 über die federelastische Einrichtung 35 nachgiebig ausgebildet sein.
  • Auch bezüglich der Ausgestaltung gemäß den FIG 13 bis 17 gilt, dass alternativ zu einer Anordnung des Gehäuses 24 am Blendrahmen 3 auch eine Anordnung am Flügelrahmen 4 möglich wäre.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache und zuverlässige Weise eine autarke Steuerung der Belüftung eines Raumes eines Gebäudes 1 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur möglich.
  • Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gebäude
    2
    Gebäudeöffnung
    3
    Blendrahmen
    3a bis 3d
    Rahmenteile
    4
    Flügelrahmen
    4a bis 4d
    Rahmenteile
    5,25
    Außenwände
    6
    Fensterfalz
    7
    Scheibe
    8
    Dichtungen
    9
    Lüftungskanal
    10
    Luft
    11
    verstellbares Element
    12
    Pfeil
    13
    Temperaturfühler
    14
    Phasenwechselmaterial
    15
    Grundkörper
    16
    Membran
    17
    Arbeitskolben
    18
    Überlastfeder
    19,22
    Stützpunkt
    20, 23, 23'
    Anschläge
    21
    Rückstellfeder
    24
    Gehäuse
    26
    Binnenwand
    27
    Zwischenwände
    28
    Ausnehmung
    29
    Gehäuseunterteil
    30
    Gehäuseoberteil
    31,36
    Aufnahmen
    32
    Schiebestange
    33
    Rampe
    34
    Schiebekeil
    35
    federelastische Einrichtung
    37
    abgeschrägte Kante
    Q
    wirksamer Querschnitt
    T, T0, T0a, T0b
    Temperaturen
    T1, T1a, T1b
    Temperaturbereiche
    x
    Hub

Claims (15)

  1. Fensterartige Gebäudeöffnung,
    - wobei die Gebäudeöffnung einen mit einer Außenwand (5) des Gebäudes (1) verbundenen Blendrahmen (3) und einen am Blendrahmen (3) angeschlagenen Flügelrahmen (4) aufweist, die einen Fensterfalz (6) bilden,
    - wobei der Blendrahmen (3) und der Flügelrahmen (4) mittels mindestens einer Dichtung (8) gegeneinander abgedichtet sind,
    - wobei die Gebäudeöffnung einen Lüftungskanal (9) aufweist, über den Luft (10) zwischen der Umgebung des Gebäudes (1) und dem Inneren des Gebäudes (1) strömen kann,
    - wobei im Lüftungskanal (9) ein verstellbares Element (11) angeordnet ist, mittels dessen der wirksame Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert werden kann,
    - wobei die Gebäudeöffnung einen Temperaturfühler (13) aufweist, der den wirksamen Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) in Abhängigkeit von der mittels des Temperaturfühlers (13) erfassten Temperatur (T) einstellt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) ein Phasenwechselmaterial (14) umfasst, das bei einer Umwandlungstemperatur (T0) oder in einem Umwandlungstemperaturbereich (T1) seinen Phasenzustand, insbesondere seinen Aggregatszustand, ändert und dass eine den wirksamen Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) beeinflussende Stellung des verstellbaren Elements (11) vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials (14) abhängt.
  2. Gebäudeöffnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) als Dehnstoffelement ausgebildet ist.
  3. Gebäudeöffnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Phasenwechselmaterial (14) seinen Phasenzustand in einem Temperaturbereich zwischen 5 °C und 25 °C ändert, insbesondere zwischen 10 °C und 20 °C, vorteilhaft im Bereich von 12 °C bis 15 °C, beispielsweise bei 13 °C.
  4. Gebäudeöffnung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Phasenwechselmaterial (14) seinen Phasenzustand bei allmählicher Temperaturzunahme bei einer oberen Wechseltemperatur (T0a) oder in einem oberen Wechseltemperaturbereich (T1a) und bei allmählicher Temperaturabnahme bei einer unteren Wechseltemperatur (T0b) oder in einem unteren Wechseltemperaturbereich (T1b) ändert und dass die obere Wechseltemperatur (T0a) größer als die untere Wechseltemperatur (T0b) ist bzw. der obere Wechseltemperaturbereich (T1a) oberhalb des unteren Wechseltemperaturbereichs (T1b) liegt.
  5. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der wirksame Querschnitt (Q) des Lüftungskanals (9) bei einer Temperatur (T) unterhalb einer unteren Grenztemperatur konstant ist, insbesondere maximal ist, und bei einer Temperatur oberhalb einer oberen Grenztemperatur oberhalb der unteren Grenztemperatur ebenfalls konstant ist, insbesondere minimal ist.
  6. Gebäudeöffnung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Arbeitskolben (17) des Temperaturfühlers (13) direkt oder über ein Betätigungsorgan (34) auf das verstellbare Element (11) wirkt und dass der Arbeitskolben (17) des Temperaturfühlers (13) über eine Führung, die in Endbereichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (17) verlaufende Abschnitte und dazwischen eine schräg zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (17) verlaufende Rampe (33) aufweist, auf das verstellbare Element (11) bzw. das Betätigungsorgan (34) wirkt, so dass orthogonal zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens (17) gesehen das verstellbare Element (11) von dem Arbeitskolben (17) ausschließlich im Temperaturbereich zwischen der unteren Grenztemperatur und der oberen Grenztemperatur bewegt wird.
  7. Gebäudeöffnung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass ein Grundkörper (15) des Temperaturfühlers (13) mittels einer sich an einem Stützpunkt (19) abstützenden Überlastfeder (18) an einen Anschlag (20) angedrückt wird, so dass ein relativ zum Grundkörper (15) beweglicher Arbeitskolben (17) des Temperaturfühlers (13) bei einer Temperatur (T) unterhalb der unteren Grenztemperatur von dem verstellbaren Element (11) oder einem Betätigungsorgan (34), über das der Arbeitskolben indirekt auf das verstellbare Element (11) wirkt, beabstandet ist und bei einer Temperatur (T) oberhalb der unteren Grenztemperatur direkt oder über das Betätigungsorgan (34) auf das verstellbare Element (11) wirkt,
    - dass der Arbeitskolben (17) direkt oder über das Betätigungsorgan (34) auf das verstellbare Element (11) einwirkt, bis das verstellbare Element (11) bzw. das Betätigungsorgan (34) bei der oberen Grenztemperatur an einem weiteren Anschlag (23) anstößt, und
    - dass der Grundkörper (15) sich bei der oberen Grenztemperatur unter Komprimieren der Überlastfeder (18) von dem Anschlag (20) löst, so dass aufgrund der Überlastfeder (18) bei einer Temperatur oberhalb der oberen Grenztemperatur keine Bewegung des verstellbaren Elements (11) mehr erfolgt.
  8. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) im Blendrahmen (3) oder im Flügelrahmen (4) unmittelbar an der an die Umgebung des Gebäudes (1) angrenzenden Außenwand (25) des Blendrahmens (3) bzw. des Flügelrahmens (4) befestigt ist oder an einer von der Außenwand (25) verschiedenen Binnenwand (26) des Blendrahmens (3) bzw. des Flügelrahmens (4) befestigt ist, jedoch weiterhin entweder zwischen der Außenwand (25) und der Binnenwand (26) keine Zwischenwand (27) angeordnet ist oder die innerhalb des Blendrahmens (3) bzw. des Flügelrahmens (4) zwischen der Außenwand (25) und der Binnenwand (26) angeordneten Zwischenwände (27) Durchbrechungen aufweisen.
  9. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lüftungskanal (9) zumindest in einem Teilabschnitt im Fensterfalz (6) verläuft.
  10. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) in einem innerhalb des Lüftungskanals (9) angeordneten Gehäuse (24) angeordnet ist und dass das verstellbare Element (11) in dem Gehäuse (24) gelagert ist.
  11. Gebäudeöffnung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (24) im Fensterfalz (6) angeordnet ist.
  12. Gebäudeöffnung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das verstellbare Element (11) direkt oder indirekt am Blendrahmen (3) oder am Flügelrahmen (4) angeordnet ist und zum Flügelrahmen (4) bzw. zum Blendrahmen (3) hin eine abgeschrägte Kante (37) aufweist.
  13. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) einen Grundkörper (15) und einen Arbeitskolben (17) aufweist, dass der Grundkörper (13) am oder im Blendrahmen (3) oder am oder im Flügelrahmen (4) ortsfest angeordnet ist, dass der Arbeitskolben (17) im Grundkörper (15) beweglich gelagert ist und seine Position in Abhängigkeit vom Phasenzustand des Phasenwechselmaterials (14) durch Verschieben entlang einer Kolbenachse ändert und dass die Kolbenachse parallel zu demjenigen Teil des Blendrahmens (3) bzw. Flügelrahmens (4) verläuft, an oder in dem der Grundkörper (15) angeordnet ist.
  14. Gebäudeöffnung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das verstellbare Element (11) orthogonal zur Kolbenachse bewegt wird.
  15. Gebäudeöffnung nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Temperaturfühler (13) mit der Außenseite des Gebäudes (1) thermisch gekoppelt ist und vom Inneren des Gebäudes (1) und dem Lüftungskanal (9) thermisch isoliert ist.
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