DE10350591A1

DE10350591A1 - Raumbediengerät mit integrierten Messvorrichtungen

Info

Publication number: DE10350591A1
Application number: DE2003150591
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Holtz
Original assignee: Lueftomatic Lueftungs und GmbH; Lueftomatic Lueftungs- und Klimatechnik GmbH
Current assignee: ERWIN MUELLER GMBH, 49808 LINGEN, DE
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2004-12-23
Also published as: DE10312660A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raumbediengerät (1) zur Messung der tatsächlichen Temperatur, des Sauerstoffgehalts, der Schadstoffkonzentration der Raumluft und der Raumluftfeuchte in Räumen (18) von Gebäuden, wobei ein Sensor (2) von Raumluft umströmt wird. Die Strömung wird durch ein im Raumbediengerät (1) befindliches Stützgebläse (3) erzeugt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft um den Sensor (2) höher ist als die maximal auftretende Luftgeschwindigkeit in dem Raum, in welchem der Sensor (2, 30, 31, 32) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Zur Regulierung der Temperatur in geschlossenen Räumen in Gebäuden werden Raumbediengeräte eingesetzt. Mit diesen Raumbediengeräten wird die Temperatur an verschiedenen Stellen im Raum gemessen, um so eine bedarfsgerechte Heizung oder Kühlung zu ermöglichen. Zur Regelung der Temperatur sind die Raumbediengeräte in der Regel über einen Feldbus mit der Gebäudetechnik verbunden. So kann die Klimatisierung beziehungsweise Be- oder Entlüftung des Raumes z.B. über Zuluftschächte geregelt werden.

Derzeit werden zur Bestimmung der Temperatur in geschlossenen Räumen Temperatursensor eingesetzt. Diese Temperatursensoren werden von der Raumluft konvektiv überstrichen, wobei die Temperatur der Luft gemessen wird. Aufgrund des Unterschiedes zwischen der gefühlten Temperatur und der gemessenen Temperatur werden bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten der Raumluft bei gleicher Temperatur unterschiedliche Temperaturen gemessen. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft nimmt die gemessene Temperatur ab. Durch diesen Effekt treten Fehlmessungen von bis zu +/- 8K auf. Das bedeutet zum Beispiel, dass bei einer gewünschten Raumtemperatur von 20°C der Temperatursensor aufgrund von hohen Geschwindigkeiten der Raumluft, die beispielsweise durch Zugluft auftreten können, eine Temperatur von nur 12°C misst, obwohl im Raum eine Temperatur von 20 °C herrscht. Das führt dazu, dass Warmluft zugeführt wird und somit die Temperatur im Raum weiter steigt. Andererseits kann aber auch, wenn keine Luftbewegungen im Raum auftreten, zum Beispiel eine Temperatur von 28°C gemessen werden, obwohl die tatsächliche Lufttemperatur im Raum nur 20°C beträgt. Das bedeutet dann, dass aufgrund der Temperaturmessung im Raum gekühlt wird und so die Temperatur weiter absinkt.

Aus DE 84 11 588.2 U1 ist eine Vorrichtung zur Temperaturerfassung von Fahrzeuginnenräumen, wie Abteile und Großräume von Reisezugwagen und Triebzügen, mit Lüftungsschlitzen, bekannt. Zur Erfassung der Istwerte der Temperatur unter wechselnden Bedingungen ist im Bereich der Lüftungsschlitze des Temperatursensors ein Kleingebläse vorgesehen, das einen kontinuierlichen Luftstrom erzeugt, der über den Temperatursensor geführt wird und somit eine unmittelbare Erfassung der Raumtemperatur ermöglicht.

DE 84 08 400.6 U1 beschreibt eine Heiz- bzw. Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit selbsttätiger Innenraumluft-Temperaturregelung, bei der die von einem Ventilator in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges geförderte Innenraumluft im Sinne eines jeweils vorgebbaren Temperatur-Sollwertes unter Vermittlung eines Sensors temperierbar ist, der in einem Sensorraum zur Erfassung des jeweiligen Temperatur-Istwertes mit einem von einer Hilfsventilator-Anordnung aus dem Innenraum des Kraftfahrzeuges abgesaugten Hilfs-Luftstrom beaufschlagbar ist. Zur Bildung der Hilfsventilator-Anordnung wird das Lüfterrad des Ventilators außerhalb dessen eigentlichen Haupt-Luftstromes mit Zusatzschaufeln versehen, mit deren Hilfe der Hilfs-Luftstrom über einen gesonderten Luftkanal aus dem Kraftfahrzeuginnenraum über den Sensor absaugbar ist.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Messverfahren ist der Umstand, dass der Einfluss einer Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft nicht erfasst wird. Hierdurch kann es aufgrund veränderter Strömungsgeschwindigkeiten bei der Erfassung der Temperatur zu Fehlmessungen kommen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompaktbauende Messeinheit bereitzustellen, mit welcher einerseits eine zuverlässige Temperaturmessung der Raumluft erfolgen kann und andererseits weitere Raumluftparameter ermittelbar sind.

Darstellung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung zur Messung der tatsächlichen Temperatur in Räumen von Gebäuden sowie weitere Raumluftparameter wie Luftfeuchte, O₂-Konzentration sowie die Schadstoffkonzentration der Raumluft umfasst ein Raumbediengerät, in dem ein Sensor von Raumluft umströmt wird. In dem Raumbediengerät ist ein Stützgebläse angeordnet, dass eine Strömung um den Sensor erzeugt, die höher ist als die maximale Strömungs geschwindigkeit der Raumluft. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit wird gewährleistet, dass Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft keinen Einfluss auf die Umströmung des Temperatursensors haben und somit der Temperatursensor von einem konstanten Luftstrom umströmt wird. Neben dem erwähnten Temperatursensor zur Erfassung der Raumlufttemperatur kann im Raumluftbediengerät gemäß des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens des Weiteren ein Raumluftfeuchtesensor, ein O₂-Konzentrationssensor oder ein Schadstoffkonzentrationssensor eingesetzt werden. Die genannten Sensoren können zusätzlich zum im Raumbediengerät enthaltenen Temperatursensor aufgenommen sein und die Funktionalität des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengeräts erheblich erweitern. Anstelle eines O₂-Konzentrationssensors, eines Schadstoffkonzentrationssensors oder eines Raumluftfeuchtesensors kann im Raumbediengerät auch ein Rauchsensor zur Überwachung von Räumen in Gebäuden integriert sein.

Allen im Raumbediengerät integrierten Sensoren ist gemeinsam, dass diese von einer über ein Stützgebläse erzeugten, erzwungenen Strömung von Raumluft umströmt werden. Durch das Stützgebläse, welches von einem zylindrischen Körper umschlossen sein kann, wird der Strömungswiderstand, der bei konvektivem Eintritt der Raumluft in das Sensorgehäuse vorhanden ist, herabgesetzt, so dass sichergestellt ist, dass der Sensor, der entweder den Sauerstoffgehalt, den Schadstoffgehalt, die Temperatur, die Raumluftfeuchte oder ähnliche Raumluftparameter misst, mit einer Geschwindigkeit umströmt ist, die höher liegt als die im Raum maximal auftretende Raumluftgeschwindigkeit und höher ist als die freie Konvektionsgeschwindigkeit in einer weitestgehend gekapselten Messanordnung. Damit werden Fehlmessungen ausgeschlossen, da bei einer Messung mit einer geringeren Raumluftgeschwindigkeit weniger Partikel in gleicher Zeit gemessen werden als bei Vorliegen einer höheren Raumluftgeschwindigkeit. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung werden Schadstofffehlmessungen aufgrund von Raumluftgeschwindigkeitsdifferenzen innerhalb des Raumes verhindert. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eines mehrfunktionalen Raumbediengerätes gestattet somit in vorteilhafter Weise sicherzustellen, dass stets die in einem Raum wirklich vorhandene Schadstoffkonzentration beziehungsweise die wirkliche Sauerstoffkonzentration sowie die wirkliche Raumluftfeuchte gemessen werden können. In Kombination eines Sauerstoffkonzentrationssensors beziehungsweise eines Schadstoffkonzentrationssensors kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Raumbediengerät auch als Rauchmelder eingesetzt werden.

Zur Vermeidung von Messabweichungen und Störgrößen, die durch unkontrollierte Luftverwirbelungen aufgrund variierender Strömungsgeschwindigkeiten hervorgerufen werden, befinden sich der Temperatursensor und das Stützgebläse in einem zylinderförmigen Körper. Hierdurch wird gewährleistet, dass die über den Temperatursensor geführte Luftmenge ausschließlich durch das Stützgebläse aufgebracht wird. Durch die Konstanz des Luftvolumenstromes, der durch das Stützgebläse bestimmt wird, wird die Gleichmäßigkeit einer Temperaturmessung gewährleistet, unabhängig von Strömungen im Raum, die zum Beispiel durch das Öffnen oder das Schließen von Fenstern beziehungsweise Türen auftreten können.

Als Sensoren können bei entsprechender Referenzmessstelle jegliche Thermoelementtypen eingesetzt werden. An Stelle eines Thermoelementes kann als Temperatursensor auch ein Widerstandsthermometer, wie zum Beispiel ein PT100, eingesetzt werden. Bei Verwendung eines Widerstandsthermometers kann auf die Referenzmessstelle verzichtet werden.

Eine gleichmäßige Strömungsverteilung um den Sensor wird dadurch erreicht, dass der Sensor bevorzugt zentriert im zylindrischen Körper angebracht wird. Die bevorzugte Montage des Stützgebläses in einer Achse fluchtend hinter dem Sensor gewährleistet ebenfalls eine gleichmäßige Strömung. Weiterhin kann durch das Anbringen von Öffnungen vor oder hinter dem Stützgebläse ein Pulsieren der Strömung verhindert werden. Somit lassen sich Druckstöße abpuffern. Die Öffnungen werden bevorzugt in der Wandung eines Zylinders eingebracht, der das Stützgebläse innerhalb des Raumbediengerätes umgibt. Die Öffnungen können in jeder beliebigen Geometrie ausgebildet sein so z.B. rechteckförmig, quadratisch, oval, kreisrund und jede andere beliebige Geometrie.

Der zylindrische Körper zur Aufnahme von Sensor und Stützgebläse wird auf einer Grundplatine angebracht. Für eine Durchströmung des zylindrischen Körpers befinden sich auf der durch die Grundplatine abgeschlossenen Seite hinter dem Stützgebläse seitliche Öffnungen, durch die die Luft aus dem zylindrischen Körper austreten bzw. in den zylindrischen Körper eintreten kann. Auf der der Grundplatine gegenüber liegenden Seite ist der zylindrische Körper offen. Auf der Grundplatine befinden sich die Anschlüsse für den Sensor und eine Verbindung zu einem Feldbus, der als EIB-Bus, als LON-Bus oder als M-Bus oder dergleichen ausgebildet sein kann, über den die Messgrößen an eine zentrale Gebäudetechnik übermittelt werden und so die Klimatisierung des Raumes geregelt wird. Weiterhin kann sich auf der Grundplatine ein Schaltrelais befinden, das das Stützgebläse im Messbetrieb einschaltet und ausschaltet, wenn mit dem Raumbediengerät keine Temperaturen aufgenommen werden. Bei einer zentralen Stromversorgung des Stützgebläses erfolgt die Spannungsversorgung ebenfalls über die Grundplatine. Neben der zentralen Spannungsversorgung ist für das Stützgebläse aber auch eine Eigenstromversorgung denkbar. Diese kann z.B. durch den Einsatz von Batterien oder Akkumulatoren erfolgen.

Damit die Luftströmung möglichst wenig gestört wird, befindet sich der Motor für das Stützgebläse entweder auf der Grundplatine und der Gebläserotor ist an einer mit dem Sensor fluchtend angebrachten Achse montiert oder der Motor wird durch Halterungen am zylindrischen Körper fluchtend mit dem Rotor gehalten. Das Gebläse kann ebenfalls in Strömungsrichtung gesehen vor dem Sensor angebracht werden oder seitlich des Sensors angebracht sein. Wesentlich ist, dass der innerhalb des Raumbediengerätes angeordnete Sensor stets von einer Luftströmung angeströmt wird, deren Strömungsgeschwindigkeit über derjenigen liegt, die in dem Raum, in dem das stationär in Unterputz- oder Aufputztechnik angeordnete Raumbediengerät angeordnet ist, liegt.

Zur Strömungserzeugung kann das Stützgebläse entweder im Saugbetrieb oder im Druckbetrieb arbeiten. Bei Saugbetrieb tritt die Raumluft durch die der Grundplatine gegenüberliegende Öffnung in den zylindrischen Körper ein, wird über den Sensor durch das Gebläse gesaugt und tritt auf der der Grundplatine zugewandten Seite durch die Öffnungen in der Wand des zylindrischen Körpers wieder aus. Wenn das Stützgebläse im Druckbetrieb arbeitet, wird die Raumluft über die Öffnungen in der Wand des zylindrischen Körpers auf der Seite der Grundplatine angesaugt und durch das Gebläse über den Sensor geführt. Die Luft tritt auf der der Grundplatine gegenüberliegenden Öffnung aus dem zylindrischen Körper wieder aus.

Durch die Beschränkung der Ausmaße des Raumbediengerätes auf die Größe einer Unterputzdose lässt sich das Raumbediengerät sowohl als Unterputz- als auch als Aufputzmontageeinheit ausbilden. Die Verbindung der Grundplatine zu dem Feldbus, der die Verbindung zur Gebäudeleitzentrale sicherstellt, ermöglicht es, dass durch das Raumbediengerät zusätzliche Aufgaben wahrgenommen werden können. Hierzu kann an dem Raumbediengerät ein Sollwertsteller, der eine Raumtemperaturveränderung nach oben oder nach unten zulässt, ein Taster für eine höhere Heiz- oder Kühlleistung bei gleichem Luftvolumenstrom, ein Wählschalter für Hand- oder Automatikbetrieb mit Stufenschaltung und auch ein Display angebracht sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Raumbediengerät mit einem Stufen- oder Funktionsschalter oder einem Bewegungsmelder zu versehen, wodurch ein Betrieb des Raumbediengerätes nur bei Bedarf erfolgt.

Bevorzugte Einsatzgebiete des Raumbediengerätes sind Großraumbüros, Einzelbüros, Räume in Hotels, Klassenzimmer in Schulen, Kindergärten, Krankenhäuser oder dergleichen; mithin jegliche Art von Gebäudetypen, seien sie gemäß des dezentralen oder zentralen Belüftungsprinzips zur Belüftung der einzelnen Räume ausgelegt.

Hier können sich durch Öffnen und Schließen von Türen, insbesondere von Aufzugstüren Kältezonen im Raum ausbilden. Andererseits besteht auf der Fensterseite durch Sonneneinstrahlung eine Wärmezone. Durch den Einsatz des Raumbediengerätes und damit einer bedarfsgerechten Steuerung der Zufuhr von Heißluft oder Kaltluft kann ein gleichmäßiges Temperaturprofil im Raum erreicht werden. Zudem ist zur Einstellung des Raumklimas wichtig, dass sich das Raumbediengerät am Luftauslass von Gebläsen befindet, da sich insbesondere bei offenliegenden Lüftungsschächten durch Konvektion oder Wärmestrahlung die Temperatur der Luft im Lüftungsschacht zwischen Gebläse und Luftauslass ändert. Durch einen dezentralen Einsatz des Raumbediengerätes, d.h. es befinden sich mehrere Raumbediengeräte im Raum, kann der Raum durch entsprechenden Einsatz von Warmluft oder Kaltluft in verschiedene Temperaturzonen eingeteilt werden.

Wie bereits erwähnt, kann im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengerät zusätzlich zum dort enthaltenen Temperatursensor auch ein O₂-Konzentrationssensor, ein Raumluftfeuchtesensor oder auch Schadstoffkonzentrationssensor aufgenommen sein. Werden die genannten Sensoren zusätzlich zum Temperatursensor im Raumbediengerät integriert, lässt sich dessen Funktionalität zur Messung weiterer Raumluftparameter über die reine Raumlufttemperaturmessung erheblich erweitern. Kommt beispielsweise zusätzlich zum Temperatursensor ein Raumluftfeuchtesensor zum Einsatz, kann neben der tatsächlich im Raum herrschenden Temperatur auch die temperaturabhängige Feuchtigkeit der Raumluft erfasst werden. Die Luftfeuchtigkeit ist abhängig von der Temperatur, so dass zwei Parameter zur Verfügung stehen, um dem individuell unterschiedlichen Behaglichkeitsempfinden von sich in Räumen aufhaltenden Personen Rechnung zu tragen. Innerhalb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengerätes kann in einer Ausführungsvariante lediglich ein Temperatursensor aufgenommen sein. Alternativ kann innerhalb des Raumbediengerätes ein Temperatursensor mit einem Raumluftfeuchtesensor kombiniert werden, wobei Temperatursensor und Raumluftfeuchtesensor sowohl einteilig als auch mehrteilig ausgebildet werden können. Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengerätes besteht in einer Ausführung mit lediglich einem O₂-Sensor. Dem O₂-Sensor könnte in einer weiteren Ausführungsvariante ein Schadstoffkonzentrationssensor zugeordnet werden, wobei dieser mit dem O₂-Sensor einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet werden könnte.

Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Raumbediengerätes liegt darin, innerhalb dessen einen Schadstoffsensor, einen Temperatursensor sowie einen Raumluftfeuchtesensor anzubringen, die ein- oder mehrteilig ausgebildet sein könnten. Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, innerhalb des Raumbediengerätes einen O₂-Sensor, einen Temperatursensor sowie einen Raumluftfeuchtesensor anzubringen.

Zeichnung
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Raumbediengerät mit Temperatursensor,
1.1 eine 1. Ausführungsvariante,
1.2 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäß ausgebildeten Raumklimaeinheit mit quer angeströmten Temperatursensor und
2 einen Einsatz des Raumbediengerätes in einem Großraumbüro und
3 das Raumbediengerät mit integriertem Luftfeuchtesensor oder O₂-Sensor.
Ausführungsvarianten
1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Raumbediengerät.
In einem Raumbediengerät 1 befinden sich ein Temperatursensor 2 und ein Stützgebläse 3. Das Stützgebläse 3 ist zentriert in einer Achse fluchtend hinter dem Temperatursensor 2 angebracht. Neben der Montage fluchtend in einer Achse zum Temperatursensor 2 kann das Stützgebläse 3 auch in einem beliebigen Winkel zum Temperatursensor 2 angebracht sein. Weiterhin ist es möglich, das Stützgebläse 3 vor dem Temperatursensor 2 zu montieren. Die Montage des Temperatursensorss 2 und des Stützgebläses 3 erfolgt in einem zylindrischen Körper 6 mit der Länge l. Der zylindrische Körper 6 ist mit Hilfe einer Befestigungsplatte 7 auf einer Grundplatine 4 befestigt. Zur Montage der Befestigungsplatte 7, die z.B. aus Pertinax gefertigt sein kann, können als Befestigungselemente 8 Schrauben oder Nieten eingesetzt werden. Weiterhin kann die Befestigungsplatte 7 auch mit der Grundplatine 4 verklebt sein. Um bei einem Einsatz von elektronischen Bauteilen auf der Grundplatine 4 eine konvektive Kühlung der Grundplatine 4 zu ermöglichen, wird die Grundplatine 4 durch Abstandhalter 5 in einem Abstand h in der Unterputzdose 16 montiert.
Um eine gleichmäßige Strömung der Luft um den Temperatursensor 2 zu gewährleisten und zum zusätzlichen Schutz des Temperatursensors 2, befindet sich die Spitze des Temperatursensors 2 innerhalb des zylindrischen Körpers 6. Die Luftströmung um den Temperatursensor 2 wird durch einen Rotor des Stützgebläses 3 erzeugt. Der Rotor des Stützgebläses 3 wird mit einem Antrieb 10, der durch Halterungen 11 im zylindrischen Körper 6 befestigt ist, angetrieben. Neben der zentrierten Montage des Antriebes 10 durch die Halterungen 11 im zylindrischen Körper 6 kann der Antrieb 10 des Stützgebläses auch direkt an der Grundplatine 4 angebracht sein. In diesem Fall wird der Rotor des Stützgebläses 3 durch eine Achse, die zentriert im zylindrischen Körper 6 angebracht ist, angetrieben. Zur Vergleichmäßigung der Strömung um den Temperatursensor 2 befinden sich entweder vor dem Stützgebläse 3 oder hinter dem Stützgebläse 3 oder vor und hinter dem Stützgebläse 3 Öffnungen 9, die zur Abpufferung von Druckstößen und zur Verhinderung von Pulsationen dienen. Diese Öffnungen können in Form von Wabenstrukturen als Strömungsgleichrichter ausgebildet sein. Weiterhin wären auch Drahtgeflechte als Strömungsgleichrichter denkbar. Bei einem Saugbetrieb des Stützgebläses 3 wird die Raumluft durch einen Lufteinlass 13 in das Raumbediengerät 1 eingesaugt. Die so dem Raumbediengerät 1 zugeführte Luft strömt durch eine Öffnung 22 in den zylindrischen Körper 6. Daran anschließend wird die Raumluft durch das Stützgebläse 3 über den Temperatursensor 2 in den hinteren Bereich des zylindrischen Körpers 6 gefördert, wo sich Auslassöffnungen 17 befinden. Die Luft verlässt den zylindrischen Körper 6 durch die Auslassöffnungen 17. Hierdurch entsteht in der Unterputzdose 16 eine Strömung, die zur konvektiven Kühlung der Grundplatine 4 genutzt werden kann. Durch die Zufuhr von Raumluft über einen oder mehrere Lufteinlässe 13 in das Raumbediengerät 1 entsteht im Raumbediengerät 1 ein leichter Überdruck. Hierdurch wird die Luft zu einem oder mehreren Luftauslässen 14 gefördert und verlässt das Raumbediengerät 1 über die Luftauslässe 14. Zum Schutz des Raumbediengerätes 1 gegen Verschmutzung durch Staub und zur Verbesserung der optischen Erscheinung des Raumbediengerätes 1 ist das Raumbediengerät 1 durch einen Abdeckrahmen 15 abgedeckt.
Um die tatsächliche Temperatur der Raumluft zu messen, muss die Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft im zylindrischen Körper 6, die durch das Stützgebläse 3 erzeugt wird, höher sein als die maximale Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Raum. Durch eine so hohe Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft um den Temperatursensor 2 wird sichergestellt, dass Schwankungen in der Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft keinen Einfluss auf die Strömung um den Temperatursensor 2 haben. Eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft ergibt sich z.B. beim Lüften durch das Öffnen von Fenstern oder beim Betreten des Raumes beim Öffnen einer Tür. Ebenfalls werden allein durch Bewegungen Strömungen in der Raumluft induziert. 1.1 ist eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß aufgebauten Raumbediengerätes entnehmbar.
Im Unterschied zur in 1 dargestellten Anordnung befindet sich in der Darstellung gemäß 1.1 das Stützgebläse 3 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Temperatursensor 2; mithin sind gemäß der Darstellung in 1.1 im Vergleich zur Ausführungsvariante gemäß 1 die Positionen des Stützgebläses 3 und des Temperatursensors 2 vertauscht.
1.2 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbedieneinheit zu entnehmen, bei der der Temperatursensor quer mit einem konstanten, von einem Stützgebläse erzeugten Luftstrom angeströmt wird.
Aus der Darstellung gemäß 1.2 geht hervor, dass der innerhalb des zylindrischen Körpers 6 angebrachte Temperatursensor 2 von einem diesen unmittelbar zugeordneten Stützgebläse 3 quer angeströmt wird. Dazu ist der den Temperatursensor 2 und das Stützgebläse 3 umgebende zylindrische Körper im Vergleich zu den Darstellungen gemäß der 1 bzw. 1.1 umgebende zylindrische Körper 6 in einem Winkel um 90° verdreht innerhalb des Raumbediengerätes 1 angeordnet. Der Zwangsluftstrom, mit dem der Temperatursensor 2 mit einer Luftgeschwindigkeit angeströmt wird, die stets über derjenigen liegt, die maximal in einem Raum eines Gebäudes auftreten kann, tritt gemäß der Ausführungsvariante in 1.2 seitlich an einer oder beiden Seiten im Frontbereich des Raumbediengerätes 1 aus.
2 zeigt Einsatzmöglichkeiten für ein Raumbediengerät in einem Großraumbüro.
In einem Raum 18, zum Beispiel einem Großraumbüro, können sich durch das Öffnen oder Schließen von Türen 20, insbesondere wenn sich hinter der Tür ein Aufzugsschacht befindet, oder durch Einstrahlung von Sonnenstrahlen durch ein Fenster 19 verschiedene Temperaturzonen I, II, III ausbilden. Die vorstehend beschriebenen Ausführungen beziehen sich nicht nur auf Großraumbüros sondern finden gleichermaßen Anwendung auf Einzelbüros in Gebäuden, Hotelzimmer, Klassenräume von Schulen, Patientenzimmer in Krankenhäusern und dergleichen mehr.
Die Einstrahlung von Sonnenstrahlen durch das Fenster 19 führt zu einer Erwärmung der Luft im Raum 18. Hierdurch bildet sich in der Nähe des Fensters 19 eine warme Temperaturzone I aus. Auf der anderen Seite wirken insbesondere Aufzugsschächte als Kältebrücken. Hierdurch strömt durch das Öffnen von Türen 20 Kaltluft in den Raum 18. Auf diese Weise bildet sich eine kältere Temperaturzone III aus. Zwischen der warmen Temperaturzone I und der kälteren Temperaturzone III kann sich durch Vermischung der wärmeren Luft und der kälteren Luft eine weitere Temperaturzone II, in der eine angenehme Temperatur herrscht, ausbilden.
Durch mehrere Raumbediengeräte 1, die z.B. dezentral an den Wänden des Raumes 18 angebracht sind, können die einzelnen Temperaturzonen I, II, III erfasst werden. Hierdurch kann im gleichen Raum 18 an unterschiedlichen Stellen je nach Bedarf entweder gekühlt oder geheizt werden, um ein gleichmäßiges Raumklima zu erhalten. Ebenso ist es möglich, mitarbeiterspezifisch unterschiedliche Temperaturen in unterschiedlichen Bereichen des Raumes 18 einzustellen. Die Klimatisierung des Raumes 18 kann z.B. durch die Zufuhr von temperierter Luft durch Luftschächte 21, die sich vorzugsweise an der Decke 24 des Raumes 18 befinden, erfolgen. Um Luft mit der richtigen Temperatur in den Raum 18 zuzuführen, befinden sich in der Nähe von Auslassöffnungen 25 der Luftschächte 21 Raumbediengeräte 1. Die Temperaturerfassung nahe der Auslassöffnung 25 des Luftschachtes 21 ist notwendig, da sich insbesondere bei offen verlegten Luftschächten 21 durch konvektive Wärmeübertragung Temperaturdifferenzen zwischen der Luftkonditionierungseinheit, in der Regel ein Wärmeübertrager und Luftbefeuchter, und der Auslassöffnung 25 des Luftschachtes 21 einstellen. Durch die Positionierung des Raumbediengerätes 1 zur Regelung des Luftstromes durch den Luftschacht 21 wird gewährleistet, dass die Luft, die dem Raum 18 zugeführt wird, richtig temperiert ist. Die Regelung der Luftkonditionierung erfolgt in Abhängigkeit der gemessenen Werte der Raumbediengeräte 1 in der Gebäudeleitzentrale. Die Übermittlung der Werte der Raumbediengeräte 1 zur Gebäudeleitzentrale erfolgt in der Regel über ein Bussystem. Hierzu können LON-Busse, EIB-Busse, M-Busse oder Feldbusse eingesetzt werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Schnittstelle des Raumbediengerätes 1 zum Bussystem der Gebäudeleitzentrale passt.
Neben der dezentralen Positionierung der Raumbediengeräte 1 ist auch eine zentrale Positionierung eines einzelnen Raumbediengerätes 1 im Raum 18 denkbar. Bei der zentralen Positionierung des Raumbediengerätes 1 ist es allerdings nicht möglich, individuelle Temperaturzonen im Raum 18 einzustellen, sondern es kann nur ein gleichmäßiges Raumklima erzeugt werden. Der Vorteil der zentralen Positionierung des Raumbediengerätes 1 im Raum 18 liegt darin, dass der Montageaufwand und der Regelaufwand sehr viel niedriger sind als bei einer dezentralen Positionierung der Raumbediengeräte 1. Neben der geringeren Anzahl an Raumbediengeräten 1 können somit auch durch die stark vereinfachte Regelung des Raumbediengerätes 1 Kosten gespart werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Raumbediengerät, welches einen mit einem konstanten Luftstrom angeströmten Temperatursensor enthält, lässt sich sowohl in Gebäuden, die gemäß des zentralen Gebäudebelüftungskonzeptes belüftet werden einsetzen, wie auch an solchen Gebäuden, in denen ein dezentrales Be- und Entlüftungskonzept verwirklicht ist, einsetzen. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengerät lässt sich eine nutzergerechte Temperaturmessung bzw. Temperaturerfassung in den einzelnen Räumen eines Gebäudes erzielen, so dass der Einfluss in den Gebäuderäumen auftretender Raumluftgeschwindigkeiten auf die Be- bzw. Entlüftungsregelung hinsichtlich der Temperierung des Be- bzw. Entlüftungs-Luftstromes eliminiert wird.
3 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengeräts mit integriertem Raumluftfeuchtesensor bzw. O₂-Sensor oder Schadstoffkonzentrationssensor zu entnehmen. In der in 3 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Raumbediengeräts, ist anstelle oder zusätzlich zum Temperatursensor 2 in dem zylindrischen Körper 6 ein Luftfeuchtesensor 30 integriert, der durch das Stützgebläse 3 mit einer Raumluftströmung angeströmt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der durch das Stützgebläse 3 erzeugten Raumluftströmung im zylindrischen Körper 6 ist höher als die maximal im Raum auftretenden Luftgeschwindigkeiten beispielsweise Zuglufterscheinungen bei Öffnen einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Raumbediengerät mit integriertem Stützgebläse 3 ist sichergestellt, dass der Strömungswiderstand für die Raumluft so weit herabgesetzt wird, dass diese erzwungenermaßen um die im Raumbediengerät eingebauten Temperatur-, Raumluftfeuchte-, O₂- und Schadstoffkonzentrationssensoren strömt.
Aufgrund der durch das Stützgebläse 3 erzwungenen Zwangskonvektion der Raumluft um die im Raumbediengerät ein- oder mehrteilig in verschiedenen Kombinationen miteinander angeordneten Sensoren 2, 30, 31 beziehungsweise 32, werden diese stets mit einer Luftgeschwindigkeit umströmt, die höher ist als die maximal im Raum herrschende Luftgeschwindigkeit. Damit ist ausgeschlossen, dass aufgrund von Differenzen der Raumluftgeschwindigkeit Fehlmessungen auftreten, welche zu einer im Vergleich zur herrschenden Schadstoffkonzentration beziehungsweise Temperatur- oder Raumluftfeuchte oder einer O₂-Konzentration führen, die geringer ist als die tatsächlich vorherrschenden aufgezählten Parameter. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Stützgebläse 3 wird bei Einbau eines Temperatursensors 2 im Raumbediengerät 1 im subjektiven Behaglichkeitsempfinden sich im Raum aufhaltender Personen dadurch Rechnung getragen, dass bei Temperaturmessungen eines Raumes auf die gefühlte Temperatur und nicht auf die gemessene Temperatur abgestellt wird, da die gefühlte Temperatur maßgeblich von den im Raum herrschenden Luftbewegungsgeschwindigkeiten abhängig ist.
Anstelle des in 3 in das Raumbediengerät 1 zusätzlich zum Temperatursensor 2 integrierten Luftfeuchtesensor 30, kann in das Raumbediengerät 1 auch ein O₂-Sensor 31 oder ein Schadstoff-Sensor 32 in einer Einbauposition 33 eingebaut werden. Die Einbauposition 33 der genannten Sensoren 30, 31, 32 ist so gewählt, dass diese sich im Wesentlichen zentrisch im zylindrischen Körper 6 befinden und durch das Stützgebläse 3 mit einer Raumluftströmung angeströmt werden, deren Strömungsgeschwindigkeit höher liegt als die tatsächlich im Raum auftretenden Luftgeschwindigkeiten. Die Sensoren 30, 31 bzw. 32 sind mit Leitungen 12 mit der Grundplatine 4 verbunden, so dass die Signale dieser Sensoren 30, 31, 32 in einer Auswerte- bzw. Steuerelektronik auswertbar sind und als Größen, Sollgrößen gegenüberstellbar sind. Anhand der Sollgrößen kann über die Auswerte- bzw. Steuerelektronik Einfluss auf die Konditionierung der Zuluft von Räumen genommen werden, die gemäß des dezentralen Lüftungskonzepts be- bzw. entlüftet werden.

1: Raumbediengerät
2: Temperatursensor
3: Stützgebläse
4: Grundplatine
5: Abstandhalter
6: Zylindrischer Körper
7: Befestigungsplatte
8: Befestigungselemente
9: Öffnung im zylindrischen Körper
10: Antrieb
11: Halterung
12: Leitung
13: Lufteinlass
14: Luftauslass
15: Abdeckrahmen
16: Unterputzdose
17: Auslassöffnung im zylindrischen Körper
18: Raum
19: Fenster
20: Tür
21: Luftschacht
22: Öffnung
23: Wand
24: Decke
25: Auslassöffnung
I, II,: III Temperaturzonen
30: Luftfeuchtesensor (angeströmt)
31: O₂-Sensor (angeströmt)
32: Schadstoffsensor (angeströmt)
33: Einbauposition

Claims

Raumbediengerät zur Messung von Raumluftparametern der Raumluft in Räumen von Gebäuden, wobei ein Sensor (2) von Raumluft umströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umströmung eines im Raumbediengerät (1) befindlichen Sensors (2, 30, 31, 32) durch ein Stützgebläse (3) erzeugt wird, und die Strömungsgeschwindigkeit der Raumluft um den Sensor (2) höher ist, als die maximal auftretende Luftgeschwindigkeit in dem Raum, dessen Raumluftparameter zu messen sind.
Raumbediengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) ein Widerstandsthermometer, bevorzugt ein PT100 zur Messung der Temperatur ist.
Raumbediengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Temperatursensor (2) zur Messung der Raumtemperatur, ein Luftfeuchtesensor (30), ein O₂-Konzentrationssensor oder ein Schadstoffkonzentrationssensor oder ein Rauchmeldesensor ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Gehäuse des Raumbediengerätes (1) eine Grundplatine (4) zur Aufnahme von Signalen des Sensors (2, 30, 31, 32) befindet.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2, 30, 31, 32) zentriert in einem zylindrischen Körper (6) angebracht ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgebläse (3) hinter dem Sensor (2, 30, 31, 32) in einer Achse fluchtend angebracht ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgebläse (3) im Saugbetrieb arbeitet.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgebläse (3) im Druckbetrieb arbeitet.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgebläse (3) mit Halterungen (11) am zylindrischen Körper (6) angebracht ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) des Stützgebläses (3) an der Grundplatine (4) angebracht ist und der Rotor des Stützgebläses (3) an einer zum Sensor (2, 30, 31, 32) fluchtenden Achse angebracht ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatine (4) in einem Abstand h vom Boden der Unterputzdose (16) angebracht ist, so dass die Grundplatine (4) zur konvektiven Kühlung durch die Luftströmung umströmt wird.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle der Grundplatine (4) zur Gebäudeleitzentrale entweder komplementär zum Ausschluss eines Feldbusses oder eines LON-Busses oder eines EIB-Busses oder eines M-Busses beschaffen ist.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgung des Stützgebläses (3) über die Grundplatine (4) erfolgt.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgebläse (4) durch eine Eigenstromversorgung bevorzugt eine Batterie oder ein Akkumulator versorgt wird.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumbediengerät (1) durch Unterputzmontage im Raum (18) befestigt wird.
Raumbediengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumbediengerät (1) durch Aufputzmontage im Raum (18) befestigt wird.
Raumbediengerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich im zylindrischen Körper (6) vor oder hinter dem Stützgebläse (3) Öffnungen (9) zur Abpufferung von Druckstößen und zur Verhinderung von Pulsation befinden, wobei bevorzugt Wabenstrukturen eingesetzt werden.
Verfahren zur Kompensation von Messfehlern bei der Messungen in Räumen von Gebäuden, die durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten am Sensor (2, 30, 31, 32) auftreten, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2, 30, 31, 32) mit einer Raumluftströmung konstanter Geschwindigkeit, die durch ein hinter dem Sensor (2, 30, 31, 32) befindliches Stützgebläse (3) erzeugt wird, umströmt wird, wobei die Geschwindigkeit der Raumluftströmung um den Sensor (2, 30, 31, 32) höher ist, als die maximal auftretende Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Raum (18), dessen Temperatur gemessen wird.
Verwendung des Raumbediengerätes (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 zur Klimatisierung und Überwachung von Räumen (18), dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung von in Räumen (18) herrschenden Temperaturen, O₂-Konzentrationen, Schadstoffkonzentrationen oder Raumluftfeuchten Raumbediengeräte (1) dezentral angebracht werden und zur Regelung der Zuluftkonditionierung an den Auslässen von Luftschächten (21) Raumbediengeräte (1) angebracht sind.