Instationäre Lüftungstechnik

Potentiale eines atmenden Fassadenlüftungsgerätes

Konstruktiver Aufbau des „FVPpulse“

Beim „Einatmen“ werden nacheinander durchströmt: Frischluftklappe – Wärmerückgewinner – saugseitige Klappe zur Strömungsumkehr – EC-Ventilator – druckseitige Klappe zur Strömungsumkehr – Wärmeübertrager; beim „Ausatmen“: Wärmetauscherbypass – saugseitige Klappe zur Strömungsumkehr – EC-Ventilator – druckseitige Klappe zur Strömungsumkehr – Wärmerückgewinner – Frischluftklappe

Temperaturverlauf mit regenerativer WRG

Das Integral zwischen Ab- und Fortlufttemperatur beim Ausatmen respektive Zu- und Außenlufttemperatur beim Einatmen ist dabei proportional zur übertragenen Wärmemenge

Temperaturänderungsgrad im WRG

Gemessen wurde in Anlehnung an die DIN EN 308; die Höhe des Temperaturänderungsgrads nimmt mit Verkürzung der Zykluszeit und Verminderung des Volumenstroms zu

Zugluftrisiko nach ISO 7730 für einen Kühlfall

Ansicht der Fassade bei x = 0; Komfortkriterien für eine sitzende Person mit leichter Sommerbekleidung; Luftfeuchtigkeit = 70 %;
Untertemperatur der Zuluft gegenüber der Raumluft = 8 K

Visualisierung einer instationären Strömung

Ansicht der Fassade im Kühlfall bei x = 0, Zykluszeit von 40 s; die Höhe des gekühlten Luftvolumens beträgt etwa 0,9 m bei einer Untertemperatur von 8 K

Vertikaler Lufttemperaturunterschied

Vertikaler Lufttemperaturunterschied zwischen 0,1 m und 1,1 m Höhe für stationäre und instationäre Zulufteinbringung im Kühlfall; Zuluftvolumenstrom = 120 m³/h; Untertemperatur der Abluft-Zuluft = 8 K

Lüftungskonzepte für instationäre Systeme

Eine „hybride Lüftung“ kann mit einem einfachen Raumbediengerät realisiert werden; da für die Variante „Nachtlüftung“ mehrere Geräte im Gebäude miteinander kommunizieren und auch Innenzonen belüftet werden, ist hier die Anbindung an eine Gebäudeleittechnik notwendig

Instationär betriebene Lüftungssysteme stehen derzeit im Fokus zahlreicher Forschungsprojekte. Die Technik wurde bereits vor 20 Jahren auf der ISH vorgestellt. Ein Umluftkühlgerät mit pulsierender Lüftung, der „Coolwave“, ist seitdem ein Garant für zugfreie, geräuschlose Klimatisierung bei hohen Anforderungen an thermische Behaglichkeit. In den Bereichen Regelungstechnik, Wärmerückgewinnung, Lüftungs- und Energieeffizienz ergaben sich in den letzten Jahren vielversprechende Ansätze, um das Potential transienter Strömungen weiter auszuschöpfen. Im Folgenden werden diese Erkenntnisse am Beispiel eines dezentralen Fassadenlüftungsgerätes, das mit zyklisch variiertem Volumenstrom arbeitet, angewendet, Messergebnisse vorgestellt und das Potential der Technik bewertet.

Zur Erzeugung instationärer Raumströmungen wird die Luft diskontinuierlich in den Raum eingebracht bzw. hinausgefördert. Dies bedeutet, dass die Luftmenge an allen Zu- und Abluftdurchlässen im Raum zyklisch, d.h. periodisch instationär, variiert. In der Praxis kann das bei zentraler Lüftung durch eine einfache Volumenstromregelung oder die Umschaltung von Luftwegen innerhalb des Kanalnetzes umgesetzt werden. Je weiter das Stellglied jedoch vom Raum entfernt ist, desto weniger ist eine sprunghafte Änderung des Volumenstroms im Raum realisierbar.

Instationäre Lüftung für dezentrale Geräte

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Dipl.-Ing. Inga Eggers, Entwicklung Raumlufttechnik, LTG Aktiengesellschaft, Stuttgart, Dipl.-Ing. Florian Kenner, Entwicklung Raumlufttechnik, LTG Aktiengesellschaft, Stuttgart, Dipl.-Ing. Ralf Wagner, Vorstand, LTG Aktiengesellschaft, Stuttgart