(57)【要約】  本発明は、建物の換気システムまたは空気調整システムを制御する方法および装置に関する。上記制御は主として、事業用地で使用され、所望の空気調整パラメータを発生させ、維持するために使用される。本発明の、換気システムまたは空気調整システムを制御する方法では、制御に不可欠なパラメータとして空気密度を使用する。この空気密度は、温度、湿度、および空気圧力に依存する。吸入される空気と室内空気の空気密度の差が、小さく保たれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気システム、特に空気調整システムを制御する方法であって、
吸入空気領域の空気密度と換気される室内の空気密度とが検出され、
前記換気される室内と前記吸入空気領域との空気密度の差が検出され、
前記空気密度の差が、所定の大きさを上回らないように、前記制御のための不可欠なパラメータとして使用される方法。
【請求項２】
前記空気密度が、温度、空気湿度および空気圧力の測定から検出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記空気密度がさらに、外部領域で検出される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記吸入空気領域の空気が、加熱または冷却され、および／または加湿または除湿される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記換気される室内の空気の質が、特にその二酸化炭素の含有量によって、あるいは混合ガスセンサによって測定され、
排出空気量の制御が、基本的に前記測定された空気の質の結果に依存する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記吸入空気量および／または前記排出空気量を、可変的に制御することができる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
空気が室内の圧力よりも高い圧力で室内に引き込まれ、その結果、引き込まれた空気が基本的に方向性のない動きで室内に分散し、それによってドラフトが防止される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記空気密度の差が、前記制御によって最小限に抑えられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、水泳用プールの換気に使用される、前記各請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）所望の室内温度を実際の室内温度と温度比較するステップと、
ｂ）前記温度比較により、前記所望の室内温度と実際の室内温度の差が所定の閾値を上回る場合、前記吸入空気温度が、高められた温度または低められた温度、特に最高加熱温度または最低冷却温度に調節されるステップと、
ｃ）前記温度比較の結果に応じて、吸入空気送風機（８）を介した前記吸入空気量を増やすステップ、
により実行される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ｄ）前記室内空気密度および前記吸入空気密度を繰り返し、特に連続的に検出し、前記検出された空気密度に応じて、前記吸入空気密度を調節し直すステップと、
ｅ）前記室内温度が所望の方向に変化するとすぐに、前記吸入空気量を低減させるステップとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ｆ）特に前記所望の室内温度と前記実際の室内温度の差が所定の閾値を下回った場合に、前記吸入空気温度が、高められた温度または低められた温度から、前記所望の室内空気温度により近い温度に調節される、前記吸入空気温度を変更するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記空気密度を検出するために、温度センサ（２）に加えて、空気湿度センサ（３）および空気圧力センサ（４）を備える、換気システム、特に空気調整システムを制御するための装置であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実現する装置。
【請求項１４】
前記吸入空気領域の入口および／または前記排出空気領域の出口に、制御可能なフラップ（６）、特に自動化された制御可能なフラップ（６）が設けられる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が、通信手段、特に前記動作データをコンピュータに送信するための、および／または前記命令をそのコンピュータから受信するための、通信手段を備える、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置が、追加のモジュールとして従来の換気システムに追加することができる、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の換気システムまたは空気調整システムを制御する方法および装置に関する。かかる制御システムは、主として事業用地に使用され、所望の室内状態を確立および維持する働きをする。
【背景技術】
【０００２】
現況技術から分かる従来の換気システムでは、一定の空気量が、換気が行われる室内に連続的に吹き込まれる。空気の吹き込みは、多くとも２段階で選択的に設けられる。かかる従来の換気システムは、図１に概略図で示されている。
【０００３】
吸引された空気は、必要量と要求量に応じて、それぞれ処理、濾過、加熱、冷却、および加湿または除湿されてから、室内に吹き込まれる。温度測定および温度事前設定が、換気システムを制御するための不可欠なパラメータとして機能する。排出空気が、第２の送風機を介して排出される。従来の室内加湿および除湿では一般に、前処理された空気の大部分が、吸入空気の吹出口から直ちに排出空気の吸込口に消えてしまう。この効果は、スリップと呼ばれ、通常２０％〜３０％の範囲にある。したがって、この前処理に費やされるエネルギーの一部分は、空気調整に使用されない。その結果、循環する空気の割当て分が大きくなり、空気の前処理に費やされるエネルギーは最適な形で利用されない。
【０００４】
さらに、ドラフトの問題が生じる。これは、空気が室内でより速い速度で移動する場合に発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決、または少なくとも明らかに軽減する、換気システムの制御を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１による方法と、請求項１２による装置によって解決される。有利な実施形態が、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明による、換気システムまたは空気調整システムの制御方法では、不可欠な制御パラメータとして、空気密度を使用する。空気密度は、温度と空気湿度と空気圧力に依存する。これら３つの大きさが分かれば、周知の公式から空気密度を計算することができる。
【０００８】
引き込む空気の空気密度と、空気調整を行う室内の空気密度が分かると、空気密度の差の制御を行うことができる。この差ができるだけ小さく保たれる。空気密度が均一であれば、等温空気がそこに吹き込まれない限り、熱対流および／またはドラフトが防止される。
【０００９】
引き込まれた空気は、室内の空気調整を行うためのエネルギー担体として働く。空気密度差制御を使用すると、引き込まれた空気が室内に効率的に分散し、それによってそのエネルギーが、従来の換気システムと比較して、より効率的に使用される。したがって、本発明は、エネルギー必要量の低減に適している。さらに、空気調整のために引き込む空気量も少ししか必要ない。
【００１０】
空気密度、すなわち温度、空気湿度、および空気圧力は、吸入空気の領域だけでなく、空気調整を行う室内でも測定されると有利である。さらに、基準値を取得するために、外部領域で空気密度を測定することもできる。かかる方法で、吸入空気を、室内温度および空気湿度に対する所望の値に応じて、適切な形で前調整することができる。例えば、加熱や、冷却、加湿、除湿などを行うことができる。測定された外部値は、空気調整プロセスが不安定にならないように、その値に応じて空気調整プロセス制御を行うための基準値として使用されるのが好ましい。制御の不安定の恐れはまず第一に、室内および空気調整ユニットの後段でしか測定が行われずに、基準値なしで動作している場合に存在する。室内と外部領域の空気圧力の差は、所定の値を上回るべきではない。
【００１１】
良好な室内空気の質を保証するものとして、同様の値を、換気する室内で測定することができる。評価のために、二酸化炭素の含有量を測定してもよく、あるいは、混合ガスセンサを利用して評価を行ってもよい。排出空気量の制御は基本的に、測定された空気の質の結果に依存する。空気質が悪いほど、より多くの空気が該当室内から排出され、より多くの新鮮な空気が引き込まれる。基本的に空気の質が悪いためだけに空気が排出されるので、空気循環運転は打ち切ることができる。この空気は、差の密度制御によって、事前にその空気調整処理が済んでいる。従来の換気システムにみられるスリップ効果が防止される。
【００１２】
最適な室内空気調整では、吸入空気の量と排出空気の量を、互いに独立して可変的に制御することができる。これにより、現在の要求に対してより良好に適合させることができる。
【００１３】
本発明によれば、空気を室内の圧力よりも高い圧力で室内に引き込むことができ、その結果、引き込まれた空気は基本的に方向性のない動きで室内に分散し、それによってドラフトが防止される。これは、空気密度を事前に適合させることによって生じる。
【００１４】
上記制御の安定性を確保するために、室内と外部領域の空気圧力差を検出してもよい。この圧力差は、一定の大きさを上回るべきではない。１０パスカルより大きくするべきではなく、好ましくは６パスカルを上回るべきではない。上記の空気の差の制御を経て、大部分の場合、室内と外部領域の間に圧力差が発生する。この差は、空気の密度差を最小限に抑えた結果生じたものである。
【００１５】
本発明による方法はまた、水泳用プールの換気に適用できることが有利である。この用途では、空気交換量が少ないという点に、例えば水の蒸発と結露の形成が低減されるなどの追加の利点がある。
【００１６】
本発明はまた、上記制御を実現する装置を提供する。吸入空気領域の入口および／または排出空気領域の出口に、制御可能なフラップ、特に自動化された制御可能なフラップを設ける点が有利である。これらのフラップの働きにより、例えば換気システムの電源を切ることによって、望まない空気の侵入または漏れを防止することができる。
【００１７】
本発明による装置はまた、通信手段を備えることもできる。こういった通信手段を介して、この装置を、例えばネットワークに接続、あるいはコンピュータに直接接続することができる。かかる方法で、より遠方からでも、この装置で収集され保存されたデータを取り出すことができる。これにより正確な動作を監視することができる。さらにこの設備は、保守作業や遠隔制御に非常に役に立つ。
【００１８】
本発明の他の有利な実施形態によれば、この装置は、従来の換気システムに追加できる追加モジュールとして設計される。これにより、既存のシステムを改修することが可能になる。その建物においては、それぞれの状況に応じて、センサまたはその他の素子を改修しなければならない。
【００１９】
本発明を、以下に図面を用いて詳細に説明する。これにより、他の利点も明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、従来の換気システムの概略図である。この場合、室内１の所望の目標温度が選択される。温度センサ２は、別々の位置で温度を測定する。排出される空気の温度に応じて、吸入空気が、空気調整装置９で加熱または冷却される。空気調整装置９はまた、その空気を加湿または除湿する働きもする。吸入空気は、外部から吸引され、吸入空気送風機への途中で、制御可能なフラップ６およびフィルタ７を通過する。この空気は、第２の送風機８の働きによって、室内１から排出される。送風機８は両方とも、例えば４０００ｍ３／時などの固定された風量を有する。
【００２１】
送風機は、所望の室内条件を達成するために、高い空気交換率で動作し、そのため空気の流速が大きくなる。空気の流速が大きいために、引き込まれる空気のかなりの部分が、再び外にすぐに排出されるので、エネルギー効率を高めるために、空気の循環回路が設けられる。排出する空気は、追加のフラップ６を経由して外部に出すことができる。
【００２２】
図２は、空気密度比較制御を有するシステムの概略図である。図１ですでに使用された記号と同じ参照記号を、比較可能な対象が備える。この場合は、温度センサ２に加えて、湿度センサ３および圧力センサ４が設けられている。これらのセンサはそれぞれ、外部領域、入口領域、室内１に１つずつ設けられる。さらに、空気質センサ１０も室内１に設けられる。さらに、従来技術と対照的に、無段階式に調節可能な送風機８が動作している。無段階式の調節機能の代わりに、多段階式の調節機能を使用することもできる。
【００２３】
センサ２、３、４の測定から、異なる位置の空気密度を検出することができ、引き込まれる空気と室内空気との空気密度の差が、最小限に抑えられる。これは、空気調整装置９と、例えば吸入空気量０ｍ３／時や４００ｍ３／時などから無段階式に調節可能な吸入空気送風機８の働きによって行われる。このようにして、熱対流と、引き込まれる加熱／冷却エネルギーの最適な取り込みが行われるようにすることができる。その結果、空気調節に必要な空気交換量が少なくなる。空気調整装置９は、断熱冷却がこれ以上十分ではない場合に限って、室内１の冷却に用いられる。
【００２４】
検出された外部空気の圧力は、基準値として働く。この室内圧力に対する差は、一定の値を上回るべきではない。
【００２５】
空気排出は基本的に、空気質センサ１０で測定される空気の質で決まる。空気質が悪化するほど、該当室内から排出される空気が多くなる。
【００２６】
例示的に、本発明による加熱または冷却方法は、以下のステップで行われる。まず、所望の室内温度と実際の室内温度の温度比較が行われる。これは、差を求めることによって行われることが好ましい。温度比較の結果、所望の室内温度と実際の室内温度の差が所定の閾値を上回る場合は、吸入空気温度が、所望の室内温度を上回る、または下回るかに応じて、高い温度、または低い温度にそれぞれ調節される。最高加熱温度、または最低冷却温度が調節されることが好ましい。空気密度の差で制御すると、適合される空気密度すなわち引き込まれる空気によってドラフトが防止されるので、従来の換気システムと比較して、引き込まれる空気と室内空気の温度差をより大きくして動作させることが可能になる。その結果、加熱または冷却において一定の効果を得るために必要な空気量を低減することができる。
【００２７】
温度比較の結果に応じて、送風機８を介した吸入空気の量が、所定の形で増やされる。このため、吸入空気の量を連続的にあるいは段階的に大きくするために、例えば温度比較の結果に応じて選択される傾きを使用してもよい。
【００２８】
制御期間中にわたって、室内の空気密度および吸入空気密度の検出を繰り返し、特に連続的に検出することによって、吸入空気密度が、検出した空気密度に応じて再調節される。吸入空気密度は常に、室内の空気密度に適合される。
【００２９】
室内温度が所望の方向に変化している場合は、吸入空気量が低減される。この低減幅は、残存する温度差および／または室内の温度変化速度に依存する。吸入空気量は、温度適合の過程で、吸入空気送風機８の最低回転数に達するまで連続的に低減される。この最低回転数は、吸入空気送風機タイプが異なれば当然ながら変化する。
【００３０】
吸入空気温度の変更は、この時点に限って行われることが好ましい。吸入空気温度は、ここではやはり通常は最高加熱温度または最低冷却温度になっている高い温度または低い温度から、所望の室内温度により近い温度に調節される。この調節は、特に所望の室内温度との差が所定の閾値を下回った場合に行われる。
【００３１】
非常に高い、または非常に低い吸入空気温度を長期間使用することによって、吸入空気量をはっきりと低減することができ、それによってすでに説明した利点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術によるシステムを示す概略図である。
【図２】本発明によるシステムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  室内
２  温度センサ
３  湿度センサ
４  圧力センサ
６  フラップ
７  フィルタ
８  送風機
９  空気調整装置
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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