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DE102024203836A1 - Method for controlling a decentralized ventilation system for a building - Google Patents

Method for controlling a decentralized ventilation system for a building

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Publication number
DE102024203836A1
DE102024203836A1 DE102024203836.9A DE102024203836A DE102024203836A1 DE 102024203836 A1 DE102024203836 A1 DE 102024203836A1 DE 102024203836 A DE102024203836 A DE 102024203836A DE 102024203836 A1 DE102024203836 A1 DE 102024203836A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
regenerator
ventilation
temperature
fan
building
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024203836.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Senn
Arsalan Shirani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102024203836.9A priority Critical patent/DE102024203836A1/en
Publication of DE102024203836A1 publication Critical patent/DE102024203836A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage (10) für ein Gebäude (G), wobei die Lüftungsanlage (10) wenigstens zwei Lüftungseinheiten (12, 14) umfasst, die jeweils einen Regenerator (16) zur Aufnahme und Abgabe von Wärmeenergie aus bzw. an den Regenerator (16) durchströmende Luft, wenigstens einen reversierbaren Lüfter (18) oder zwei, während eines Betriebszyklus in unterschiedliche Richtungen betreibbare Lüfter haben, wobei der wenigstens eine Lüfter (18) derart betrieben wird, dass der Regenerator (16) während eines Betriebszyklus in zeitlich aufeinander folgenden Zeitintervallen in unterschiedlicher Richtung von der Luft durchströmt wird, um die im Regenerator (16) gespeicherte Wärmeenergie abwechselnd an die den Regenerator (16) durchströmende Luft abzugeben oder aus der den Regenerator (16) durchströmenden Luft aufzunehmen. The invention relates to a method for controlling a decentralized ventilation system (10) for a building (G), wherein the ventilation system (10) comprises at least two ventilation units (12, 14), each of which has a regenerator (16) for absorbing and releasing heat energy from or to the air flowing through the regenerator (16), at least one reversible fan (18) or two fans that can be operated in different directions during an operating cycle, wherein the at least one fan (18) is operated in such a way that the regenerator (16) is subjected to air flow in different directions at successive time intervals during an operating cycle in order to alternately release the heat energy stored in the regenerator (16) to the air flowing through the regenerator (16) or to absorb it from the air flowing through the regenerator (16).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage für ein Gebäude, das sich durch einen besonders effektiven, d.h. einen hohen Wirkungsgrad aufweisenden Betrieb seiner Lüftungseinheiten auszeichnet. Ferner betrifft die Erfindung eine Lüftungsanlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for controlling a decentralized ventilation system for a building, characterized by particularly effective, i.e., highly efficient, operation of its ventilation units. The invention further relates to a ventilation system for carrying out the method according to the invention and to a computer program product.

Stand der TechnikState of the art

Dezentrale Lüftungsanlagen für Wohngebäude unter Verwendung von wenigstens zwei Lüftungseinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei ist es üblicherweise so, dass eine erste Lüftungseinheit in einem ersten Bereich des Gebäudes verbrauchte Raumluft nach außen abgibt, während die andere Lüftungseinheit gleichzeitig Umgebungsluft aus der Umgebung in das Gebäude einleitet. Ein derartiger Betrieb wird nach einer bestimmten Betriebszeit umgekehrt, d.h., dass die beiden Lüftungseinheiten in umgekehrter Art und Weise arbeiten. Darüber hinaus ist es bekannt, die Luft beim Zuführen bzw. Abführen in bzw. aus dem Gebäude über einen Regenerator der Lüftungseinheit zu führen, der beispielsweise aus keramischem Material besteht und einen Wärmespeicher ausbildet. Der Regenerator wird für den Fall, dass eine Außenlufttemperatur geringer ist als eine Innenraumtemperatur (des Gebäudes) beim Ausleiten der Raumluft aus dem Gebäude durch die ausgeleitete Raumluft erwärmt und gibt die Wärme anschließend beim Zuführen von Umgebungsluft in das Gebäude an die (frische) Umgebungsluft ab.Decentralized ventilation systems for residential buildings using at least two ventilation units are known in the art. Typically, a first ventilation unit in a first area of the building exhausts stale indoor air to the outside, while the other ventilation unit simultaneously draws in ambient air. After a certain operating period, this process is reversed, meaning the two ventilation units operate in opposite directions. Furthermore, it is known to route the air through a regenerator in the ventilation unit during the supply and exhaust phases. This regenerator, for example, is made of ceramic material and acts as a heat storage element. If the outside air temperature is lower than the indoor temperature, the regenerator is heated by the exhausted indoor air and then releases this heat to the (fresh) ambient air when it is drawn into the building.

Weiterhin ist es aus der WO 2008/102227 A2 bekannt, Lüftungseinheiten einer Lüftungsanlage in einem Gebäude derart zu betreiben, dass diese unterschiedliche Luftmengen zu- bzw. abführen. Wesentlich dabei ist, dass die aus der genannten Schrift bekannten Lüftungseinheiten unter Verwendung eines Wärmetauschers jeweils gleichzeitig in beide Richtungen durchströmt werden, sodass sich in Summe an einer Lüftungseinheit ein Überschuss oder eine Mindermenge an zugeführter bzw. abgeführter Luft einstellt.Furthermore, it is from the WO 2008/102227 A2 It is known to operate ventilation units of a ventilation system in a building in such a way that they supply and exhaust different quantities of air. The essential feature is that the ventilation units known from the aforementioned document are each simultaneously subjected to airflow in both directions using a heat exchanger, so that, overall, a surplus or deficit of supplied or exhausted air is achieved at each ventilation unit.

Weiterhin ist es bekannt, dass es typischerweise bei starkem Wind an unterschiedlichen Seiten des Gebäudes zu unterschiedlichen Windlasten auf das Gebäude kommt. Wenn an diesen unterschiedlichen Gebäudeseiten jeweils eine Lüftungseinheit angeordnet ist, so führt dies auf der windzugewandten Luvseite des Gebäudes üblicherweise dazu, dass während eines Zuluftbetriebs mehr Luft angesaugt wird als in einem Abluftbetrieb, da der Lüfter der Lüftungseinheit dann gegen den Winddruck arbeiten muss. In ähnlicher Weise gilt dies in umgekehrter Seite auf der windabgewandten Leeseite des Gebäudes, wo eine erhöhte Luftmenge nach außen bzw. an die Umgebung abgeführt wird. Ein derartiger, ungleichförmiger Betrieb der Lüftungseinheiten bewirkt, dass der Regenerator nicht optimal betrieben wird, da die über den Regenerator gespeicherten und abgegebenen Wärmemengen ungleich sind, sodass der Wirkungsgrad bzw. die Effizienz der Lüftungseinheit sinkt.Furthermore, it is known that strong winds typically result in different wind loads on different sides of a building. If a ventilation unit is installed on each of these different sides, this usually leads to more air being drawn in during supply air operation than during exhaust air operation on the windward side of the building, as the fan of the ventilation unit then has to work against the wind pressure. Similarly, the opposite is true on the leeward side of the building, where a larger volume of air is exhausted to the outside or into the environment. Such uneven operation of the ventilation units means that the regenerator does not operate optimally, as the amounts of heat stored and released by the regenerator are unequal, thus reducing the efficiency of the ventilation unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage für ein Gebäude mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass seine Lüftungseinheiten unabhängig von auftretenden Störgrößen wie Windlasten o.ä. stets in einem optimalen Betriebsbereich betrieben werden, bei der die in dem Regenerator gespeicherte Wärmeenergie optimal ausgenutzt werden kann. Das hat zur Folge, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Lüftungseinheiten eine besonders hohe Effizienz bzw. einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.The inventive method for controlling a decentralized ventilation system for a building, comprising the features of claim 1, has the advantage that its ventilation units are always operated in an optimal operating range, regardless of disturbances such as wind loads or similar factors, in which the thermal energy stored in the regenerator can be optimally utilized. This results in the ventilation units operated according to the inventive method exhibiting a particularly high efficiency.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, in Abhängigkeit der Abweichung von erfassten Ist-Werten eines Regelkriteriums im Vergleich zu Soll-Werten eine oder mehrere Lüftungseinheiten derart zu betreiben, dass mit Blick auf einen Betriebszyklus, d.h. bei einem Zuluftbetrieb und anschließendem Abluftbetrieb, die Menge der in den beiden unterschiedlichen Richtungen durch den Regenerator strömenden Luftmengen angeglichen wird, d.h. möglichst gleich groß ist. Dies hat zur Folge, dass der Regenerator jeweils einen gleich großen Temperaturhub (Aufwärmen und Abkühlen) ausführt bzw. die in dem Regenerator gespeicherte Wärmeenergie optimal ausgenutzt wird.The invention is based on the idea of operating one or more ventilation units in such a way that, depending on the deviation of the measured actual values of a control criterion compared to the target values, the amount of air flowing through the regenerator in the two different directions is equalized, i.e., as equal as possible, with regard to an operating cycle, i.e., during supply air operation followed by exhaust air operation. This results in the regenerator performing an equal temperature change (heating and cooling) in each case, or rather, the thermal energy stored in the regenerator being optimally utilized.

Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es daher bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage für ein Gebäude mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, dass die Lüftungsanlage wenigstens zwei Lüftungseinheiten umfasst, die jeweils einen Regenerator zur Aufnahme von Wärmeenergie aus den Regenerator durchströmende Luft und Abgabe von Wärmeenergie an den Regenerator durchströmende Luft hat. Weiterhin weist jede Lüftungseinheit einen reversierbaren Lüfter oder zwei, in unterschiedliche Richtungen betreibbare Lüfter auf, wobei der wenigstens eine Lüfter während eines Betriebszyklus derart betrieben werden, dass der Regenerator in zeitlich aufeinander folgenden Zeitintervallen in unterschiedlicher Richtung durchströmt wird, um die im Regenerator gespeicherte Wärmeenergie abwechselnd an die den Regenerator durchströmende Luft abzugeben oder aus der den Regenerator durchströmenden Luft aufzunehmen. Auch sind Mittel zur Bestimmung eines Regelkriteriums für den Betrieb des wenigstens einen Lüfters der Lüftungseinheit vorgesehen, wobei bei einer vorgegebene Toleranzen überschreitenden Abweichung eines Ist-Werts des Regelkriteriums von einem Soll-Wert der wenigstens eine Lüfter derart betrieben wird, dass die Summen der den Regenerator in die unterschiedlichen Richtungen während eines Betriebszyklus durchströmenden Luftmengen zumindest näherungsweise gleich groß sind.In light of the above explanations, a method according to the invention for controlling a decentralized ventilation system for a building with the features of claim 1 therefore provides that the ventilation system comprises at least two ventilation units, each of which has a regenerator for absorbing heat energy from the air flowing through it and for releasing heat energy to the air flowing through it. Furthermore, each ventilation unit has one reversible fan or two fans that can be operated in different directions, wherein the at least one fan is operated during an operating cycle such that the regenerator is subjected to alternating flow in different directions at successive time intervals in order to alternately transfer the heat energy stored in the regenerator to the air flowing through it. to discharge air flowing through the regenerator or to draw air from the air flowing through the regenerator. Means are also provided for determining a control criterion for the operation of the at least one fan of the ventilation unit, wherein, if a deviation of an actual value of the control criterion from a target value exceeds a predetermined tolerance, the at least one fan is operated in such a way that the sums of the air volumes flowing through the regenerator in the different directions during an operating cycle are at least approximately equal.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage für ein Gebäude sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the inventive method for controlling a decentralized ventilation system for a building are listed in the dependent claims.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Regelkriterium die Erfassung einer Temperatur, insbesondere einer Innenraumtemperatur, im Bereich eines Strömungsquerschnitts der Lüftungseinheit umfasst. Dabei wird die Temperatur der Luft beim Einströmen in bzw. aus der Lüftungseinheit vorzugsweise auf der dem Innenraum des Gebäudes zugewandten Seite mittels eines Temperatursensors erfasst. Dies hat den Vorteil, dass die Arbeitsbedingungen für einen derartigen Temperatursensor besser sind, da die Temperaturbandbreite im Gebäudeinneren kleiner ist. Ebenso kann sich auf der dem Gebäude zugewandten Innenseite der Lüftungseinheit während des Betriebs der Lüftungseinheit kein Eis bilden, was unter Umständen eine Störung der Temperaturmessung nach sich ziehen würde. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Innentemperatur direkt gemessen werden kann und diese größeren Störungen unterliegt wie die Außentemperatur, die dann gegebenenfalls berechnet wird. Darüber hinaus hätte die Messung der Temperatur an der dem Gebäude zugewandten Außenseite der Lüftungseinheit den Nachteil, dass an der Außenseite sehr einfach eine Erwärmung durch Sonneneinstrahlung erfolgen kann, was im ungünstigsten Fall dazu führen kann, dass sich der Temperatursensor erwärmt, nicht jedoch in diesem Maße die Luft und damit eine Messabweichung entsteht.Preferably, the control criterion includes the detection of a temperature, in particular an indoor temperature, within a flow cross-section of the ventilation unit. The temperature of the air flowing into or out of the ventilation unit is preferably measured on the side facing the building's interior using a temperature sensor. This has the advantage of providing better operating conditions for such a temperature sensor, as the temperature range inside the building is smaller. Furthermore, ice cannot form on the building-facing inner surface of the ventilation unit during operation, which could potentially interfere with the temperature measurement. Another advantage is that the indoor temperature can be measured directly and is subject to greater fluctuations than the outdoor temperature, which is then calculated if necessary. Measuring the temperature on the building-facing outer surface of the ventilation unit would have the disadvantage that the outer surface is easily heated by solar radiation. In the worst-case scenario, this could cause the temperature sensor to heat up while the air does not, resulting in a measurement error.

Ergänzend wird erwähnt, dass es jedoch grundsätzlich möglich ist, anstelle der Innen(raum)temperatur auch die Außentemperatur als Regelkriterium heranzuziehen oder aber eine Kombination aus Innentemperatur und Außentemperatur.It is also mentioned that it is generally possible to use the outside temperature as a control criterion instead of the indoor temperature, or a combination of indoor and outdoor temperature.

In bevorzugter Weiterbildung des zuletzt genannten Verfahrens ist vorgesehen, dass die Temperatur an einer Lüftungseinheit während mehrerer zeitlich aufeinander folgender Betriebszyklen erfasst und hinsichtlich deren Minimal- oder/und Maximalwerten ausgewertet wird, wobei die (unterschiedlichen) Minimal- und/oder Maximalwerte das Regelkriterium bilden. Hintergrund dieses Vorschlags ist es, dass sich beispielsweise bei einer Windlast auf das Gebäude bei einem Betrieb des wenigstens einen Lüfters unter Windlast, bei der dieser jeweils mit gleicher Drehzahl und gleich lange während eines Zuluft- oder eines Abluftbetriebs betrieben wird, ein Temperaturminimum am Ende des Zuluftbetriebs einstellt, das über mehrere Betriebszyklen betrachtet (je nachdem ob die Lüftungseinheit auf der Luvseite oder der Leeseite angeordnet ist) kleiner oder größer wird. Die Abweichung dieser Minimal- oder Maximalwerte von einem Mittelwert bzw. einem Soll-Wert (ohne Windlast) stellt somit ein Kriterium dar, das zu einem auf eine Windlast auf das Gebäude schließen lässt, und das andererseits durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Wirkungsgraderhöhung bzw. Effizienzsteigerung der Lüftungseinheit egalisiert werden kann.In a preferred embodiment of the aforementioned method, the temperature at a ventilation unit is recorded during several successive operating cycles and evaluated with regard to its minimum and/or maximum values, with the (different) minimum and/or maximum values forming the control criterion. The rationale behind this proposal is that, for example, when a building is subjected to wind load, a minimum temperature is reached at the end of the supply air operation when the at least one fan is operated at the same speed and for the same duration during both supply and exhaust air operation. This minimum temperature decreases or increases over several operating cycles (depending on whether the ventilation unit is located on the windward or leeward side). The deviation of these minimum or maximum values from a mean value or a target value (without wind load) thus represents a criterion that, on the one hand, indicates a wind load on the building and, on the other hand, can be compensated for by the inventive method to increase the efficiency of the ventilation unit.

Alternativ hierzu kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Temperatur an einer Lüftungseinheit während mehrerer zeitlich aufeinander folgender Betriebszyklen erfasst und hinsichtlich deren Temperaturgradienten ausgewertet wird, wobei die Verläufe der Gradienten das Regelkriterium bilden. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass alleine aufgrund unterschiedlicher Verläufe der Gradienten auch ohne Berücksichtigung von Minimum- oder Maximalwerten von Temperaturen am Ende eines Betriebszyklus beispielsweise auf eine Windlast auf das Gebäude geschlossen werden kann.Alternatively, the temperature at a ventilation unit can be recorded during several successive operating cycles and evaluated with regard to its temperature gradients, with the gradient profiles serving as the control criterion. In other words, this means that, based solely on differing gradient profiles, even without considering minimum or maximum temperature values at the end of an operating cycle, conclusions can be drawn about, for example, the wind load on the building.

Wiederum alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass eine Effizienz einer Lüftungseinheit während mehrerer Betriebszyklen erfasst und ausgewertet wird, wobei die Effizienz das Regelkriterium bildet. Unter Effizienz einer Lüftungseinheit wird dabei verstanden, inwieweit während eines Betriebszyklus ein maximal möglicher Temperaturhub des Materials des Regenerators ausgenutzt werden kann. Je größer der tatsächlich vorhandene Temperaturhub im Vergleich zum maximal möglichen Temperaturhub ist, desto größer ist die Effizienz der Lüftungseinheit bzw. desto effizienter wird die in dem Regenerator gespeicherte Wärmeenergie ausgenutzt.Alternatively, the efficiency of a ventilation unit can also be recorded and evaluated over several operating cycles, with efficiency serving as the control criterion. The efficiency of a ventilation unit is understood as the extent to which the maximum possible temperature difference of the regenerator material can be utilized during an operating cycle. The greater the actual temperature difference compared to the maximum possible temperature difference, the greater the efficiency of the ventilation unit, or rather, the more efficiently the thermal energy stored in the regenerator is utilized.

Hinsichtlich der Art und Weise, wie nach der Erfassung einer außerhalb vorgegebener Toleranzen liegenden Abweichung eines Ist-Werts von einem Soll-Wert des Regelkriteriums, die einen geänderten Betrieb des wenigstens einen Lüfters zur Folge hat, reagiert werden kann, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten: Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass der wenigstens eine Lüfter in Abhängigkeit der Strömungsrichtung der Luft mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird. Dies hat zur Folge, dass pro Zeiteinheit im Zuluft- bzw. Abluftbetrieb unterschiedliche Volumenströme (pro Zeiteinheit) erzielbar sind, wobei die Zeiten für den Zuluft- und den Abluftbetrieb während eines Betriebszyklus gleich lang sind.Regarding the manner in which to react after detecting a deviation of an actual value from a target value of the control criterion that falls outside predefined tolerances and results in a change in the operation of at least one fan, there are several possibilities: One possibility is to operate the at least one fan at different speeds depending on the direction of airflow. This results in different volume flows per unit of time being achievable in supply and exhaust air operation. where the times for supply air and exhaust air operation are the same length during an operating cycle.

Alternativ bzw. zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Lüfter in Abhängigkeit der Strömungsrichtung unterschiedlich lange betrieben wird.Alternatively or additionally, it can also be provided that at least one fan is operated for different lengths of time depending on the direction of airflow.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass beim Auftreten von Windlasten und wenigstens einer an einer Luvseite des Gebäudes angeordneten Lüftungseinheit und einer an einer Leeseite des Gebäudes angeordneten Lüftungseinheit die Lüftungseinheiten unterschiedlich betrieben werden. Dies umfasst bis zu einem gewissen Maß zum Beispiel das Zulassen unterschiedlicher Luftmengen während eines Betriebszyklus an den wenigstens zwei Lüftungseinheiten.Furthermore, it may be provided that, in the event of wind loads and at least one ventilation unit located on the windward side of the building and one ventilation unit located on the leeward side of the building, the ventilation units are operated differently. This includes, to a certain extent, for example, allowing different air volumes during an operating cycle at the at least two ventilation units.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Durchführen eines soweit beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung umfasst wenigstens zwei Lüftungseinheiten, die jeweils einen Regenerator zur Aufnahme von Wärmeenergie aus den Regenerator durchströmende Luft und Abgabe von Wärmeenergie an den Regenerator durchströmende Luft aufweisen, sowie wenigstens einen reversierbaren Lüfter oder zwei, in jeweils einer Richtung betreibbare Lüfter, sowie Messmittel zur Erfassung eines Ist-Werts des Regelkriteriums und eine Auswerte- und Steuereinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Lüfters.Furthermore, the invention also includes a device for carrying out a method according to the invention as described so far. The device comprises at least two ventilation units, each having a regenerator for absorbing heat energy from the air flowing through the regenerator and for releasing heat energy to the air flowing through the regenerator, as well as at least one reversible fan or two fans that can each be operated in one direction, as well as measuring means for detecting an actual value of the control criterion and an evaluation and control unit for controlling the at least one fan.

Bevorzugt ist es, wenn die Messmittel wenigstens einen Temperatursensor umfassen.It is preferred if the measuring instruments include at least one temperature sensor.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, insbesondere einen Datenträger oder ein Datenprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung wenigstens einen Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt.Finally, the invention also includes a computer program product, in particular a data carrier or a data program, comprising instructions that cause the device to perform at least one process step of the method according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gebäudes mit einer dezentralen Lüftungsanlage und zwei, an einer Leeseite sowie einer Luvseite des Gebäudes angeordneter Lüftungseinheiten, 1 shows a schematic representation of a building with a decentralized ventilation system and two ventilation units arranged on a leeward side and a windward side of the building,
  • 2 ein Diagramm von Verläufen von an einer Innenseite bzw. Außenseite einer Lüftungseinheit gemessenen Temperaturen beim Auftreten einer Windlast, 2 a diagram of temperature profiles measured on the inside and outside of a ventilation unit during the occurrence of a wind load,
  • 3 ein Diagramm entsprechend der 2 bei konstanter Windlast, 3 a diagram according to the 2 at constant wind load,
  • 4 eine Darstellung eines Temperaturverlaufs eines Sensors an einer Gebäudeinnenseite der Lüftungseinheit mit der Möglichkeit, damit eine Außenlufttemperatur zu berechnen und 4 a representation of a temperature profile of a sensor on the interior of a building's ventilation unit, with the possibility of using it to calculate an outside air temperature and
  • 5 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der dezentralen Lüftungsanlage gemäß der 1. 5 a flowchart to explain a method according to the invention for controlling the decentralized ventilation system according to the 1 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Identical elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.

In der 1 ist stark vereinfacht ein Gebäude G mit einer Außenwand AW dargestellt. An dem Gebäude G ist eine dezentrale Lüftungsanlage 10 verbaut, die beispielhaft zwei, an gegenüberliegenden Wänden W1, W2 des Gebäudes G angeordnete Lüftungseinheiten 12, 14 umfasst. Die beiden Lüftungseinheiten 12, 14 sind als sogenannte Pendellüfter mit Wärmerückgewinnung ausgebildet. Weiterhin sind die beiden Lüftungseinheiten 12, 14 vorzugsweise identisch ausgebildet und weisen einen vorzugsweise aus keramischem Material bestehenden Regenerator 16 zur Ausbildung einer Wärmespeicherkapazität sowie jeweils einen reversierbaren Lüfter 18 auf. Der Regenerator 16 sowie der beispielhaft dem Innenraum des Gebäudes G zugewandte Lüfter 18 sind jeweils in einem Gehäuse 20 der Lüftungseinheit 12, 14 angeordnet, das die jeweilige Wand W1, W2 durchsetzt. Weiterhin ist in unmittelbarer Nähe des Gehäuses 20 bzw. im Luftstrom des Lüfters 18 ein Temperatursensor 22, 24 angeordnet, der die Lufttemperatur T im Innenraumbereich des Gebäudes G im Strömungsbereich der Lüftungseinheit 12, 14 erfasst.In the 1 In a highly simplified manner, a building G with an exterior wall AW is depicted. A decentralized ventilation system 10 is installed on the building G, which, by way of example, comprises two ventilation units 12, 14 arranged on opposite walls W1, W2 of the building G. The two ventilation units 12, 14 are designed as so-called reciprocating fans with heat recovery. Furthermore, the two ventilation units 12, 14 are preferably identical and have a regenerator 16, preferably made of ceramic material, for creating a heat storage capacity, as well as a reversible fan 18 each. The regenerator 16 and the fan 18, which, by way of example, faces the interior of the building G, are each arranged in a housing 20 of the ventilation unit 12, 14, which extends through the respective wall W1, W2. Furthermore, a temperature sensor 22, 24 is arranged in the immediate vicinity of the housing 20 or in the airflow of the fan 18, which records the air temperature T in the interior area of the building G in the flow area of the ventilation unit 12, 14.

Die Messwerte der beiden Temperatursensoren 22, 24 sind einer Auswerte- und Steuereinheit 25 der Lüftungsanlage 10 als Eingangsgröße zuführbar. Die Auswerte- und Steuereinheit 25 umfasst einen Algorithmus 26 in Form eines Datenprogramms bzw. eines Datenträgers, der die von den Temperatursensoren 22, 24 erfassten Temperaturmesswerte erfasst und auswertet. Weiterhin sind die beiden Lüfter 18 der Lüftungseinheiten 12, 14 von der Auswerte- und Steuereinheit 25 ansteuerbar.The measured values from the two temperature sensors 22, 24 can be supplied as input to an evaluation and control unit 25 of the ventilation system 10. The evaluation and control unit 25 comprises an algorithm 26 in the form of a data program or a data carrier, which acquires and evaluates the temperature measurements recorded by the temperature sensors 22, 24. Furthermore, the two fans 18 of the ventilation units 12, 14 can be controlled by the evaluation and control unit 25.

In der 1 ist der Fall dargestellt, dass auf das Gebäude G eine Windlast einwirkt, d.h., dass in der Zeichnungsebene der 1 ein (starker) Wind von links auf das Gebäude G einwirkt, was durch die Strömungspfeile 28 verdeutlicht sein soll. Dies hat zur Folge, dass das Gebäude G an der einen Wand W1 eine Luvseite ausbildet, während an der Wand W2 eine Leeseite ist.In the 1 The case is shown where a wind load acts on building G, i.e., that in the drawing plane of the 1 A (strong) wind from the left acts on building G, as illustrated by the flow arrows 28. This results in building G being blown away on one side. Wall W1 forms a windward side, while wall W2 is a leeward side.

Ohne das Auftreten einer Windlast werden die beiden Lüftungseinheiten 12, 14 jeweils für sich genommen reversierend betrieben, derart, dass für den Fall, dass die Außentemperatur geringer ist als die Temperatur im Gebäudeinnern während einer ersten halben Zykluszeit eines Betriebszyklus die Lüftungseinheit 12 aus der Umgebung bzw. der Gebäudeaußenseite Luft ansaugt (Zuluftbetrieb), die beim Durchströmen durch den Regenerator 16 erwärmt wird und in den Innenraum des Gebäudes G einströmt. Anschließend erfolgt während einer weiteren halben Zykluszeit eines Betriebszyklus ein reversierter Betrieb der Lüftungseinheit 12, d.h., dass die in dem Innenraum des Gebäudes G befindliche Luft unter Wärmeabgabe an den Regenerator 16 an die Außenseite des Gebäudes G bzw. die Umgebung abgegeben wird (Abluftbetrieb). Wesentlich dabei ist, dass die Volumenströme der Luft während der jeweiligen halben Zykluszeit jeweils gleich groß sind.Without the presence of a wind load, the two ventilation units 12 and 14 are each operated independently in a reversing manner. Specifically, if the outside temperature is lower than the temperature inside the building, during the first half of an operating cycle, ventilation unit 12 draws in air from the environment or the building exterior (supply air operation). This air is heated as it passes through the regenerator 16 and flows into the interior of building G. Subsequently, during the next half of an operating cycle, ventilation unit 12 operates in reverse, meaning that the air inside building G is exhausted to the exterior of building G or the environment, releasing heat to the regenerator 16 (exhaust air operation). Crucially, the air volume flows are equal during each half of the cycle.

Während die eine Lüftungseinheit 12 beispielsweise im Zuluftbetrieb betrieben wird, wird die andere Lüftungseinheit 14 gleichzeitig in einem Abluftbetrieb betrieben, d.h., dass die Lüftungseinheit 14 während einer halben Zykluszeit die Luftmenge aus dem Gebäude G ausleitet, die gleichzeitig über die Lüftungseinheit 12 in das Gebäude G einströmt und umgekehrt. Dadurch ist sichergestellt, dass die aus dem Gebäude G ausgeleitete Luftmenge stets gleich groß ist, wie die in das Gebäude G einströmende Luftmenge, sodass auch der Luftdruck im Gebäude G konstant ist.For example, while one ventilation unit 12 is operating in supply air mode, the other ventilation unit 14 is simultaneously operating in exhaust air mode. This means that for half a cycle time, ventilation unit 14 extracts the same volume of air from building G that simultaneously flows into building G via ventilation unit 12, and vice versa. This ensures that the volume of air extracted from building G is always equal to the volume of air flowing into building G, thus maintaining a constant air pressure within building G.

Werden beide Lüftungseinheiten 12, 14 demgegenüber in der beschriebenen Art und Weise bei einer Windlast entsprechend der 1 betrieben, so weist die Lüftungseinheit 12 im Zuluftbetrieb einen größeren Volumenstrom auf als im Abluftbetrieb, was durch die unterschiedlich dicken Pfeile 31, 32 verdeutlicht sein soll. Weiterhin weist die Lüftungseinheit 14 einen größeren Volumenstrom im Abluftbetrieb, und einen geringeren Volumenstrom im Zuluftbetrieb auf, was durch die Pfeile 34, 35 verdeutlicht ist.If, on the other hand, both ventilation units 12, 14 are operated in the manner described under a wind load corresponding to the 1 When operated, ventilation unit 12 exhibits a higher volume flow rate in supply air mode than in exhaust air mode, as illustrated by the differently sized arrows 31 and 32. Furthermore, ventilation unit 14 exhibits a higher volume flow rate in exhaust air mode and a lower volume flow rate in supply air mode, as illustrated by arrows 34 and 35.

In der 2 sind exemplarisch die gemessenen Verläufe der Temperatur T in °C über der Zeit t in Sekunden anhand von vier Kurven A bis D während vier aufeinander folgender Betriebszyklen der Lüftungseinheit 14 dargestellt. Die Kurven A und B sind mittels des Temperatursensors 24 (1) an der Innenseite des Gebäudes G gemessen worden und die Kurven C und D mittels eines in der 1 dargestellten Temperatursensors 27, der an der Lüftungseinheit 14 im Strömungsquerschnitt an der der Gebäudeaußenseite zugewandten Seite der Lüftungseinheit 14 angeordnet ist (selbstverständlich kann auch an der Lüftungseinheit 12 ein entsprechender Temperatursensor 27 vorgesehen sein).In the 2 The measured temperature profiles T in °C over time t in seconds are shown as examples in four curves A to D during four consecutive operating cycles of the ventilation unit 14. Curves A and B were measured using the temperature sensor 24 ( 1 ) were measured on the inside of building G and curves C and D were measured using a device located in the 1 The temperature sensor 27 shown is located on the ventilation unit 14 in the flow cross-section on the side of the ventilation unit 14 facing the outside of the building (of course, a corresponding temperature sensor 27 can also be provided on the ventilation unit 12).

Die Kurven A und C repräsentieren den Fall ohne das Auftreten einer Windlast und die Kurven B und D den Fall, bei dem die Windlast beginnt sich aufzubauen. Erkennbar ist darüber hinaus bei allen Kurven A bis D der typischer Kurvenverlauf, bei dem im Zuluftbetrieb sich die Temperatur T durch Abgabe der Wärmeenergie des Regenerators 16 erhöht und im Abluftbetrieb durch Abgabe der Wärme der Luft an den Regenerator 16 erniedrigt. Dabei beträgt die Zeitdauer t bzw. halbe Zykluszeit Zz/2 während des Zuluftbetriebs und des Abluftbetriebs jeweils etwa 50 Sekunden.Curves A and C represent the case without any wind load, and curves B and D represent the case where the wind load begins to build up. Furthermore, the typical curve pattern is evident in all curves A to D, where, during supply air operation, the temperature T increases due to the heat energy released by the regenerator 16, and during exhaust air operation, it decreases due to the heat transfer from the air to the regenerator 16. The duration t, or half the cycle time Zz/2, is approximately 50 seconds during both supply air and exhaust air operation.

Erkennbar ist, dass die Minimalwerte Tmin der Temperatur T, die durch den Temperatursensor 24 gemessen werden, ohne Windlast entsprechend der Kurve A konstant sind, und sich bei Auftreten der Windlast (an der Leeseite des Gebäudes G) entsprechend der Kurve B erhöhen, was an der Steigung der Geraden 36 erkennbar ist. Auch sind die Maximalwerte Tmax der Temperatur T, die durch den Temperatursensor 27 gemessen werden, ohne Windlast konstant sind (Kurve C), während sie sich beim Auftreten der Windlast (an der Leeseite des Gebäudes G) ebenfalls erhöhen (Kurve D), was an der Steigung der Geraden 37 erkennbar ist.It can be seen that the minimum temperature values T<sub>min</sub> , measured by temperature sensor 24, are constant without wind load (curve A) and increase when wind load occurs (on the leeward side of building G) according to curve B, as indicated by the slope of line 36. Similarly, the maximum temperature values T<sub> max </sub>, measured by temperature sensor 27, are constant without wind load (curve C) and also increase when wind load occurs (on the leeward side of building G) (curve D), as indicated by the slope of line 37.

Aus der Darstellung der 2 ist erkennbar, dass mittels einer Auswertung der Maxima bzw. Minima der Temperaturen T eines Temperatursensors 22, 24 bzw. 27 es möglich ist, den Beginn einer Windlast (sowie anhand der Steigung der Geraden 36, 37) auch die Zunahme der Windlast zu erfassen.From the presentation of 2 It can be seen that by evaluating the maxima and minima of the temperatures T of a temperature sensor 22, 24 and 27 it is possible to detect the beginning of a wind load (as well as the increase of the wind load based on the slope of the lines 36, 37).

In Gegensatz zur 2 sind in der 3 sind Temperaturverläufe an der Lüftungseinheit 14 dargestellt, sobald eine konstante Windlast auftritt. Dabei erkennt man, dass im Vergleich mit den Kurven A und C (ohne Windlast) die Kurven E und F jeweils erhöhte (konstante) Minimalwerte Tmin sowie Maximalwerte Tmax aufweisen, was durch die Geraden 38, 39, die die jeweiligen Minima bzw. Maxima miteinander verbinden, verdeutlicht ist, die nahezu keine Steigung aufweisen bzw. konstant sind.In contrast to 2 are in the 3 Temperature profiles at ventilation unit 14 are shown as soon as a constant wind load occurs. It can be seen that, compared to curves A and C (without wind load), curves E and F each exhibit increased (constant) minimum values T min and maximum values T max , which is illustrated by the straight lines 38 and 39, connecting the respective minima and maxima, respectively, which have almost no slope or are constant.

Die Darstellung der 3 verdeutlicht auch, dass beim Betrieb der jeweiligen Lüftungseinheit 12, 14 unter Windlast eine Effizienz e der jeweiligen Lüftungsanlage 12, 14 gegenüber einem Optimum absinkt, da nicht die gesamte, in dem jeweiligen Regenerator 16 speicherbare Wärmeenergie genutzt wird.The presentation of 3 This also illustrates that when the respective ventilation unit 12, 14 is operated under wind load, the efficiency e of the respective ventilation system 12, 14 decreases compared to an optimum, since not all of the heat energy that can be stored in the respective regenerator 16 is used.

Unter der Effizienz e wird dabei im Rahmen der Erfindung die Ausnützung eines maximal möglichen Temperaturhubes ΔTmax am Regenerator 16 im Verhältnis zu dem tatsächlichen Temperaturhub ΔTist während der Zuluft- bzw. Ablaufphase an einer Lüftereinheit 12, 14 verstanden: e = Δ T ist / Δ T max In the context of the invention, efficiency e refers to the utilization of a maximum possible temperature difference ΔT max at the regenerator 16. The relationship to the actual temperature lift ΔT is understood during the supply air or exhaust phase at a fan unit 12, 14: e = Δ T ist / Δ T max

Beispielhaft beträgt ΔTmax am Regenerator 16 im Zuluftbetrieb gemäß der Kurve A ca. 12°C, während ΔTist während der Windlast ca. 5°C beträgt. Somit beträgt die Effizienz e im Falle der Windlast nur 5°C / 12°C = 0,41 bzw. 41 % der Effizienz e ohne Windlast.For example, ΔT max at regenerator 16 in supply air operation according to curve A is approximately 12°C, while ΔT is approximately 5°C during wind load. Thus, the efficiency e in the case of wind load is only 5°C / 12°C = 0.41, or 41% of the efficiency e without wind load.

Weiterhin ist an anhand der 3 auch erkennbar, dass sich die Graphen bzw. Kurvenverläufe beispielhaft der Kurven A und E während des Abluftbetriebs unterscheiden. So ist zum Zeitpunkt t1 die Tangente Tan1 an der Kurve A eine größere Steigung aufweist als die Tangente Tan2 Kurve E zum Zeitpunkt t1. Mit anderen Worten gesagt kann anhand des zeitlichen Verlaufs der Kurven A und E (bzw. B und F) auf das Vorhandensein einer Windlast geschlossen werden, sodass die Minimalwerte Tmin und Maximalwerte Tmax der Temperatur T nicht erfasst werden müssen.Furthermore, it is possible to learn from the 3 It is also evident that the graphs or curve progressions of curves A and E differ during exhaust air operation. For example, at time t1, the tangent tan1 to curve A has a steeper slope than the tangent tan2 to curve E at time t1 . In other words, the presence of a wind load can be inferred from the temporal progression of curves A and E (or B and F), so that the minimum values Tmin and maximum values Tmax of the temperature T do not need to be recorded.

In der 4 ist der Temperaturverlauf eines Temperatursensor 22, 24 während mehrerer Betriebszyklen ohne Auftreten einer Windlast oder aber nach einer bestimmten Zeit während einer (konstanten) Windlast dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass der Temperatur T während der Zuluftphase gemäß der Kurve H in exponentieller Art und Weise abnimmt. Dies ist durch Abgabe der Wärmeenergie des Regenerators 16 in die in das Gebäude G einströmende Luft zu erklären, die zu Beginn der Zuluftphase am Höchsten ist und bei geringer werdender (Restenergie) des Regenerators 16 abnimmt. Verlängert man die Kurve H entsprechend der gestrichelten Kurve 40, so kann als Grenzwert des Kurvenverlaufs auf die Außentemperatur am Gebäude G geschlossen werden. Mit anderen Worten gesagt kann eine Außentemperatur auch anhand des Kurvenverlaufs der Innentemperatur ermittelt werden.In the 4 The temperature profile of a temperature sensor 22, 24 is shown during several operating cycles without wind load or after a specific time during a (constant) wind load. In particular, it can be seen that the temperature T decreases exponentially during the supply air phase according to curve H. This can be explained by the release of heat energy from the regenerator 16 into the air flowing into the building G, which is highest at the beginning of the supply air phase and decreases as the residual energy of the regenerator 16 decreases. If curve H is extended according to the dashed curve 40, the outside temperature at the building G can be determined as the limit of the curve's profile. In other words, the outside temperature can also be determined from the curve of the inside temperature.

Um einen möglichst effizienten Betrieb der jeweiligen Lüftungseinheit 12, 14 zu ermöglichen ist es erforderlich, die jeweils über den Regenerator 16 gespeicherte Wärmeenergie möglichst effizient zu nutzen, d.h. dass die Effizienz e möglichst groß bzw. hoch ist. Dies wird erreicht, indem die Luftmenge der über den Regenerator 16 im Zuluftbetrieb in das Gebäude G zugeführten Luft gleich groß ist wie die im Abluftbetrieb aus dem Gebäude G abgeführte Luft, da dann der Temperaturhub am Regenerator 16 zumindest näherungsweise gleich groß ist, d.h. eine in den Regenerator 16 zugeführte Wärmemenge anschließend wieder (nahezu vollständig) abgegeben wird. Weiterhin werden die beiden Lüftungseinheiten 12, 14 so betrieben, dass jeweils eine Lüftungseinheit 12, 14 im Zuluftbetrieb, und die andere Lüftungseinheit 12, 14 gleichzeitig im Abluftbetrieb betrieben wird. Dadurch werden Druckunterschiede im Gebäude G minimiert.To enable the most efficient operation of each ventilation unit 12, 14, it is necessary to utilize the thermal energy stored in each regenerator 16 as efficiently as possible, i.e., to maximize the efficiency e. This is achieved by ensuring that the volume of air supplied to building G via regenerator 16 during supply air operation is equal to the volume of air extracted from building G during exhaust air operation. This ensures that the temperature difference across regenerator 16 is at least approximately the same, meaning that the heat supplied to regenerator 16 is subsequently (almost completely) released. Furthermore, the two ventilation units 12, 14 are operated such that one unit 12, 14 is simultaneously operating in supply air mode and the other in exhaust air mode. This minimizes pressure differences within building G.

Zur Gewährleistung einer möglichst hohen Effizienz e ist es erforderlich, ein Regelkriterium RK festzulegen, das von der Auswerte- und Steuereinheit 25 ausgewertet wird, um die Lüfter 18 der beiden Lüftungseinheiten 12, 14 anzusteuern. Insbesondere wird bei einer Überschreitung einer vorgegebenen Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Regelkriteriums RK eine über dem Normalbetrieb veränderte Ansteuerung der Lüfter 18 bewirkt. Unter einem Normalbetrieb wird verstanden, dass der Lüfter 18 der Lüftungseinheit 12, 14 während eines Betriebszyklus jeweils gleich lange und mit gleich hoher Drehzahl im Zuluftbetrieb und im Abluftbetrieb betrieben wird. Dies gewährleistet für den Fall, dass keine Windlast im Bereich der Lüftungseinheiten 12, 14 auftritt, dass die Luftmenge im Zuluftbetrieb und im Abluftbetrieb gleich groß ist.To ensure the highest possible efficiency, it is necessary to define a control criterion RK, which is evaluated by the evaluation and control unit 25 to control the fans 18 of the two ventilation units 12 and 14. Specifically, if a predefined difference between a setpoint and an actual value of the control criterion RK is exceeded, the control of the fans 18 is modified beyond normal operation. Normal operation is defined as the fan 18 of the ventilation units 12 and 14 operating for the same duration and at the same speed during both supply and exhaust air operation during a single operating cycle. This ensures that, assuming no wind load occurs in the vicinity of the ventilation units 12 and 14, the air volume is the same during both supply and exhaust air operation.

Als Regelkriterium RK kann entsprechend der Darstellung der 2 und 3 die Erfassung der Minimalwerte Tmin und/oder der Maximalwerte Tmax der Temperatur T herangezogen werden. Ändern sich die angesprochenen Minima bzw. Maxima während mehrere aufeinander folgender Betriebszyklen an einer Lüftungseinheit 12, 14 über vorgegebene Toleranzen (zum Beispiel um mehr als 3 Kelvin während dreier Betriebszyklen), so wird daraus geschlossen, dass die Luftmenge durch den Regenerator 16 während des Zuluftbetriebs und des Abluftbetriebs unterschiedlich groß ist, wie dies anhand des Auftretens einer Windlast erläutert wurde.The rule criterion RK can be used according to the representation of the 2 and 3 The recording of the minimum values T min and/or the maximum values T max of the temperature T is used. If the aforementioned minima or maxima change during several successive operating cycles at a ventilation unit 12, 14 beyond predefined tolerances (for example, by more than 3 Kelvin during three operating cycles), it is concluded that the air volume through the regenerator 16 is different during supply air operation and exhaust air operation, as explained by the occurrence of a wind load.

Alternativ ist es möglich, auch ohne Kenntnis der genauen Minimalwerte Tmin und/oder der Maximalwerte Tmax der Temperatur aus dem Kurvenverlauf eines Graphen A bis F auf das Auftreten beispielsweise einer Windlast zu schließen, wie dies im Zusammenhang mit der Kurve E anhand der 3 erläutert wurde. Somit stellt die mathematische Funktion einer Kurve A bis E und Abweichungen bzw. Toleranzen davon das Regelkriterium RK dar.Alternatively, even without knowing the exact minimum values T min and/or the maximum values T max of the temperature, it is possible to infer the occurrence of, for example, a wind load from the curve of a graph A to F, as is done in connection with curve E based on the 3 This has been explained. Thus, the mathematical function of a curve A to E and deviations or tolerances thereof represent the control criterion RK.

Wiederum alternativ kann als Regelkriterium die Effizienz e der jeweiligen Lüftungseinheit 12, 14 als Regelkriterium RK herangezogen werden, wobei beim Unterschreiten eine vorgegebenen (Mindest-) Effizienz e von einer zu korrigierenden Regelabweichung ausgegangen wird.Alternatively, the efficiency e of the respective ventilation unit 12, 14 can be used as a control criterion RK, whereby if a predetermined (minimum) efficiency e is undershot, a control deviation that needs to be corrected is assumed.

Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nunmehr auf das Ablaufdiagramm gemäß der 5 verwiesen. Dabei stellt der Schritt 101 die Erfassung einer das Regelkriterium RK charakterisierenden Messgröße dar, also beispielsweise Minimalwerte Tmin und/oder der Maximalwerte Tmax der Temperatur T, ein Kurvenverlauf der Temperatur T oder die Ermittlung der Effizienz e. Dies wird vorzugsweise an Lüftungseinheiten 12, 14 durchgeführt. Die Messgrößen werden der Auswerte- und Steuereinheit 25 als Eingangsgröße zugeführt.To illustrate the method according to the invention, reference is now made to the flowchart as shown in the 5 referred to. Step 101 represents the recording of the rule criterion RK cha The measured variables are represented as characteristic parameters, for example, minimum values T<sub>min</sub> and/or maximum values T<sub> max </sub> of the temperature T, a temperature curve T, or the determination of the efficiency e. This is preferably carried out on ventilation units 12, 14. The measured variables are supplied to the evaluation and control unit 25 as input.

In dem Schritt 102 werden anschließend durch den Algorithmus 26 der Auswerte- und Steuereinheit 25 gegebenenfalls erforderliche Korrekturen und Filterungen, z.B. eine Korrektur der Temperaturminima durch den Einfluss unterschiedlicher Innentemperaturen im Gebäude G berücksichtigt bzw. vorgenommen.In step 102, the algorithm 26 of the evaluation and control unit 25 then takes into account or performs any necessary corrections and filters, e.g. a correction of the temperature minima due to the influence of different indoor temperatures in building G.

Anschließend erfolgt im Schritt 103 ein Soll-/Ist-Vergleich des Regelkriteriums RK während beispielsweise mehrerer aufeinanderfolgender Betriebszyklen durch die Auswerte- und Steuereinheit 25.Subsequently, in step 103, a target/actual comparison of the control criterion RK is carried out by the evaluation and control unit 25 during, for example, several successive operating cycles.

Im nachfolgenden Schritt 104 wird überprüft, ob die Ist-Werte einen vorgegebenen Toleranzwert von den Soll-Werten bezüglich des Regelkriteriums RK erreichen. Ist dies nicht der Fall, erfolgt in dem Schritt 105 keine Änderung des Betriebsmodus der Lüfter 18, d.h., das diese jeweils beispielsweise während der halben Zykluszeit in die eine oder andere Richtung mit derselben Drehzahl betrieben werden. Ist hingegen im Schritt 104 eine unzulässige Toleranzabweichung festgestellt worden, so erfolgt im Schritt 106 eine Bewertung, ob es eine Unter- oder eine Überschreitung der Toleranzen gegeben hat. Je nachdem erfolgt entweder in einem Schritt 107 oder in einem Schritt 108 beispielsweise eine Verringerung oder eine Erhöhung der Drehzahl des Lüfters 18 während der halben Zykluszeit, oder aber eine Verlängerung bzw. Verkürzung der jeweiligen halben Zykluszeit.In the subsequent step 104, it is checked whether the actual values reach a predefined tolerance value from the target values with respect to the control criterion RK. If this is not the case, no change is made to the operating mode of the fans 18 in step 105; that is, they will continue to operate at the same speed in one direction or the other for half the cycle time. If, however, an impermissible tolerance deviation is detected in step 104, an evaluation is carried out in step 106 to determine whether the tolerances have been exceeded or fallen below. Depending on the outcome, either a reduction or an increase in the speed of fan 18 during half the cycle time occurs in step 107 or step 108, or the respective half cycle time is lengthened or shortened.

Im Schritt 109 werden anschließend zum Beispiel während zehn nachfolgender Betriebszyklen keine Messwerte erfasst bzw. das Regelkriterium berechnet, um der Lüftungsanlage 10 Zeit zu geben, dass sich die Messwerte für das Regelkriterium normalisiert haben. Anschließend wird wieder der Schritt 101 durchgeführt.In step 109, for example, no measurements are recorded or the control criterion is calculated for ten subsequent operating cycles to allow the ventilation system time for the measurements for the control criterion to normalize. Step 101 is then performed again.

Das soweit beschriebene Verfahren kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Ebenso kann die Lüftungsanlage 10 mehr als zwei Lüftungseinheiten 12, 14 aufweisen, die vorzugsweise jeweils paarweise betrieben werden, oder aber derart, dass die Gesamtsumme der in das Gebäude G zugeführten Luftmenge gleich groß ist wie die Gesamtsumme der aus dem Gebäude G ausgeleiteten Luftmenge.The method described so far can be adapted or modified in various ways without deviating from the inventive concept. Likewise, the ventilation system 10 can have more than two ventilation units 12, 14, which are preferably operated in pairs, or such that the total amount of air supplied to building G is equal to the total amount of air extracted from building G.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008/102227 A2 [0003]WO 2008/102227 A2 [0003]

Claims (11)

Verfahren zur Steuerung einer dezentralen Lüftungsanlage (10) für ein Gebäude (G), wobei die Lüftungsanlage (10) wenigstens zwei Lüftungseinheiten (12, 14) umfasst, die jeweils einen Regenerator (16) zur Aufnahme und Abgabe von Wärmeenergie aus/an den Regenerator (16) durchströmende Luft, wenigstens einen reversierbaren Lüfter (18) oder zwei, während eines Betriebszyklus in unterschiedliche Richtungen betreibbare Lüfter haben, wobei der wenigstens eine Lüfter (18) derart betrieben wird, dass der Regenerator (16) während eines Betriebszyklus in zeitlich aufeinander folgenden Zeitintervallen in unterschiedlicher Richtung von der Luft durchströmt wird, um die im Regenerator (16) gespeicherte Wärmeenergie abwechselnd an die den Regenerator (16) durchströmende Luft abzugeben oder aus der den Regenerator (16) durchströmenden Luft aufzunehmen, und mit Mitteln zur Bestimmung eines Regelkriteriums (RK) für den Betrieb des wenigstens einen Lüfters (18) der Lüftungseinheit (12, 14), wobei bei einer vorgegebene Toleranzen überschreitenden Abweichung eines Ist-Werts des Regelkriteriums (RK) von einem Soll-Wert der wenigstens eine Lüfter (18) derart betrieben wird, dass die Summen der den Regenerator (16) in die unterschiedlichen Richtungen während eines Betriebszyklus durchströmenden Luftmengen zumindest näherungsweise gleich groß sind.Method for controlling a decentralized ventilation system (10) for a building (G), wherein the ventilation system (10) comprises at least two ventilation units (12, 14), each having a regenerator (16) for absorbing and releasing heat energy from/to the regenerator (16), air flowing through it, at least one reversible fan (18) or two fans that can be operated in different directions during an operating cycle, wherein the at least one fan (18) is operated such that the regenerator (16) is subjected to air flow in different directions at successive time intervals during an operating cycle in order to alternately release the heat energy stored in the regenerator (16) to the air flowing through it or to absorb it from the air flowing through it, and comprising means for determining a control criterion (RK) for the operation of the at least one fan (18) of the ventilation unit (12, 14), wherein, with a predetermined tolerance exceeding the deviation of an actual value of the control criterion (RK) from a target value, at least one fan (18) is operated in such a way that the sums of the air volumes flowing through the regenerator (16) in the different directions during an operating cycle are at least approximately equal. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelkriterium (RK) die Erfassung einer Temperatur (T), insbesondere einer Innenraumtemperatur, im Bereich eines Strömungsquerschnitts der Lüftungseinheit (12, 14) umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the control criterion (RK) comprises the detection of a temperature (T), in particular an indoor temperature, in the area of a flow cross-section of the ventilation unit (12, 14). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) an einer Lüftungseinheit (12, 14) während mehrerer zeitlich aufeinander folgender Betriebszyklen erfasst und hinsichtlich deren Minimalwerten (Tmin) und/oder Maximalwerten (Tmax) ausgewertet wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the temperature (T) at a ventilation unit (12, 14) is recorded during several successive operating cycles and evaluated with regard to its minimum values (T min ) and/or maximum values (T max ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) an einer Lüftungseinheit (12, 14) während mehrerer zeitlich aufeinander folgender Betriebszyklen erfasst und hinsichtlich deren zeitlichem Verlauf ausgewertet wird und der Verlauf der zeitlichen Veränderung der Temperatur (T) das Regelkriterium (RK) bildet.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the temperature (T) at a ventilation unit (12, 14) is recorded during several successive operating cycles and evaluated with regard to its temporal course and the course of the temporal change of the temperature (T) forms the control criterion (RK). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Effizienz (e) einer Lüftungseinheit (12, 14) während mehrerer zeitlich aufeinander folgender Betriebszyklen erfasst und ausgewertet wird, wobei die Effizienz (e) das Regelkriterium (RK) bildet.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the efficiency (e) of a ventilation unit (12, 14) is recorded and evaluated during several successive operating cycles, wherein the efficiency (e) forms the control criterion (RK). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lüfter (18) in Abhängigkeit der Strömungsrichtung der Luft durch den Regenerator (16) zur Erzielung gleicher Luftmengen in einem Zuluftbetrieb und in einem Abluftbetrieb während eines Betriebszyklus mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one fan (18) is operated at different speeds depending on the direction of airflow through the regenerator (16) to achieve the same air volumes in supply air operation and in exhaust air operation during an operating cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lüfter (18) in Abhängigkeit der Strömungsrichtung der Luft durch den Regenerator (16) zur Erzielung gleicher Luftmengen in einem Zuluftbetrieb und in einem Abluftbetrieb während eines Betriebszyklus unterschiedlich lange betrieben wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the at least one fan (18) is operated for different lengths of time depending on the direction of airflow through the regenerator (16) to achieve the same air volumes in supply air operation and in exhaust air operation during an operating cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten von Windlasten und wenigstens einer an einer Luvseite und einer an einer Leeseite des Gebäudes (G) angeordneten Lüftungseinheit (12, 14) die Lüftungseinheiten (12, 14) unterschiedlich betrieben werden.Procedure according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that when wind loads occur and at least one ventilation unit (12, 14) is arranged on a windward side and one on a leeward side of the building (G), the ventilation units (12, 14) are operated differently. Lüftungsanlage (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit wenigstens zwei Lüftungseinheiten (12, 14), die jeweils einen Regenerator (16) zur Aufnahme und Abgabe von Wärmeenergie aus/an den Regenerator (16) durchströmende Luft aufweisen, mit wenigstens einem reversierbaren Lüfter (18) oder zwei, in jeweils einer Richtung betreibbaren Lüftern, mit Messmitteln zur Erfassung eines Ist-Werts des Regelkriteriums (RK), und mit einer Auswerte- und Steuereinheit (25) zur Ansteuerung des wenigstens einen Lüfters (18).Ventilation system (10) for carrying out a procedure according to one of the Claims 1 until 8 , with at least two ventilation units (12, 14) each having a regenerator (16) for receiving and releasing heat energy from/to the regenerator (16), with at least one reversible fan (18) or two fans that can be operated in one direction each, with measuring means for recording an actual value of the control criterion (RK), and with an evaluation and control unit (25) for controlling the at least one fan (18). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel wenigstens einen Temperatursensor (22, 24, 27) umfassen.Device according to Claim 9 , characterized in that the measuring means comprise at least one temperature sensor (22, 24, 27). Computerprogrammprodukt, insbesondere Datenträger oder Datenprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Lüftungsanlage (10) nach Anspruch 9 oder 10 wenigstens einen Verfahrensschritt nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.Computer program product, in particular data carrier or data program, comprising commands that cause the ventilation system (10) to Claim 9 or 10 at least one procedural step after one of the Claims 1 until 8 executes.
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