-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein mit Unterdruck betriebene
Reinigungssysteme für
Gebäude.
Ganz speziell betrifft die Erfindung zentrale Unterdrucksysteme,
welche eine Koppeleinheit an einen Luftwechsler aufweisen.
-
Moderne
Wohn- und Geschäftsgebäude, insbesondere
Einfamilienhäuser,
werden errichtet, um den äußeren Witterungsbedingungen
standzuhalten. Um die Kosten für
Heizung und Kühlung
zu senken, wählt
man die Bautechnologien und die Baumaterialien dergestalt, dass
die Gebäude
so abgedichtet werden, dass der Luftaustausch zwischen dem Inneren
und dem Äußeren des
Gebäudes
minimiert wird. Als Komfort werden viele Gebäude auch mit einem zentralen
Unterdrucksystem ausgestattet, welches dazu genutzt wird, um im
Gebäude
Gänge und
weitere Flächen
zu reinigen. Kurz umrissen, ein zentrales Unterdrucksystem umfasst
eine motorbetriebene Unterdruckanlage, über das gesamte Bauwerk verteilt
angeordnete Unterdruckanschlüsse, eine
in den Wänden
des Gebäudes
angeordnete Luftführungsanlage,
um die Unterdruckanlage mit den Unterdruckanschlüssen zu verbinden, und eine vom
Benutzer bedienbare Reinigungseinrichtung, welche an die Unterdruckanschlüssen angepasst
ist. Die Quelle für
den Unterdruck wird typischerweise an einem sich in einiger Entfernung
befindlichen Ort wie beispielsweise in einer Garage untergebracht.
Zusammen mit der Luftführungsanlage
kann eine elektrische Verkabelung installiert werden, um eine elektrische
Verbindung zwischen der Unterdruckanlage und der Reinigungseinrichtung
herzustellen. Eine derartige elektrische Verbindung wird dazu benutzt, um
die Unterdruckanlage ein- oder auszuschalten. Weitere Elektroanschlüsse können benutzt
werden, um eine rotierende Bürste
anzutreiben, welche an der Reinigungseinrichtung angebracht ist.
-
Wenn
sich das zentrale Unterdrucksystem in Betrieb befindet, wird Luft
aus dem Gebäude
abgesaugt. Dadurch wird Luft aus dem Innern des Gebäudes abgeführt, insbesondere
aus denjenigen Gebäuden,
welche zu dem Zweck gut abgedichtet sind, damit ein Luftdurchgang
zwischen dem Inneren und dem Äußeren des
Gebäudes
verhindert. wird. Auf dem Gebiet der Gebäudebelüftung sind verschiedene Verfahren
bekannt, um Luft in die Gebäude
zu bringen. Als Beispiel hierfür
offenbart das US-Patent 2.725.113, in diese Anmeldung als Bezugsdokument eingearbeitet,
ein zentrales Unterdrucksystem, bei welchem auf Wandfeldern überall im
Gebäude
sowohl eine Zuführungsöffnung für Frischluft
als auch eine Öffnung
für die
Unterdruckquelle vorhanden sind. Wenn sich die zentrale Unterdruckanlage
in Betrieb befindet, liefert ein gemeinsamer Motor die Frischluft
zu dem von der Bedienperson gerade benutzten Wandfeld und legt an
dieses auch den Unterdruck an. Dieses als Beispiel dargestellte
System bewirkt jedoch keinen Ausgleich zwischen der Luftströmung von
abgesaugter Luft und Frischluft.
-
Es
sind auch Luftwechsler bekannt, anderweitig als Luft-Luft-Wärmetauscher
oder als Wärmerückgewinnungsgebläse bezeichnet,
die dazu dienen, eine ausgeglichene Luftströmung in das Gebäude hinein
und aus diesem hinaus zu erzeugen. Zum Beispiel offenbart US-Patent
5.257.736, in diese Anmeldung als Bezugsdokument eingearbeitet,
einen Luftwechsler, welcher einen Drucksensor aufweist. Wenn dieser
Sensor im Gebäude
einen negativen Druck feststellt, stoppt der Luftwechsler das Abpumpen
von Luft aus dem Gebäude,
damit der Luftdruck ausgeglichen wird. Typischerweise üben Luftwechsler
einen ganzen Bereich von Funktionen aus wie beispielsweise die der
Verminderung von Luftverunreinigungen, der Erwärmung oder der Kühlung der
in das Gebäude
eintretenden Luft und/oder der Befeuchtung oder Entfeuchtung der
in das Gebäude
eintretenden Luft. Folglich wird der Luftwechsler gewöhnlich an
den Ausgang des Belüftungssystems
des Gebäudes
angeschlossen und arbeitet unabhängig
von anderen Geräten.
Deshalb gibt es keine Vorkehrungen für eine elektrische Verbindung
zwischen dem zentralen Unterdrucksystem und dem Luftwechsler zur
Steuerung des Luftwechslers. Der Betrieb der Unterdruckanlage wird
mehr durch die Ermittlung des sich einstellenden Druckunterschieds
als durch eine elektrische Verbindung bestimmt.
-
Darstellung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung überwindet
diese Nachteile dadurch, dass ein zentrales Systems zur Staubabsaugung
vorgestellt wird, welches eine motorbetriebene Unterdruckquelle
aufweist, die wahlweise ein- oder abgeschaltet wird. Diese zentrale Staubsaugvorrichtung
weist einen Kopplereinheit-Steckverbinder zwecks Herstellung einer
Verbindung zwischen der zentralen Unterdruckanlage und einem Luftwechsler
auf. Dieser Kopplereinheit-Steckverbinder ist so geschaltet, dass
er durch die zentrale Unterdruckanlage aktiviert wird, wenn der
Motor eingeschaltet wird, so dass der Luftwechsler in Betrieb gesetzt
wird.
-
Kurze Beschreibung
des Zeichnungssatzes
-
Diese
und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme
auf die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen ersichtlich.
Die Zeichnungen beihalten:
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines
zentralen Unterdrucksystems gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
2 zeigt ein elektrisches Schaltbild eines zentralen
Unterdrucksystems, welches eine Koppeleinheit zu einem Luftwechsler
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist,
-
3 zeigt ein Beispiel eines elektrischen Schaltbildes
einer Niederspannungs-Anschlussschaltung zur Verwendung beim zentralen
Unterdrucksystem, welches eine Koppeleinheit zu einem Luftwechsler
aufweist.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
In
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung wurden
identischen Bestandteilen die gleichen Bezugszahlen gegeben ungeachtet dessen,
ob sie in verschiedenen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Um die vorliegende Erfindung
klar und prägnant
darzustellen, müssen
die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgerecht sein, und bestimmte
Merkmale können in
einer etwas schematischen Form dargestellt sein.
-
Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist dort ein zentrales Unterdrucksystem
zur Staubabsaugung 10, welches eine Kopplerschaltung 12 zu
einem Luftwechsler 14 aufweist, dargestellt. Der Luftwechsler 14 ist
von herkömmlicher
Art, und verschiedenartige Modelle von Luftwechslern werden von
einer Vielzahl von Firmen auf den Markt gebracht, darunter SunAIR
von Muurame, Finnland, unter der Bezeichnung SunAIR 400 MX, und
von der Research Products Corporation Madison, Wisconsin, unter
der Bezeichnung PerfectAire Fresh Air Exchanger. Die zentrale Unterdruckanlage 10 stellt
eine von einem Motor 16 angetriebene Quelle zur Luftabsaugung 18 dar,
welche bei der Reinigung von Wohn- und Geschäftsgebäuden benutzt wird, wie das
in den Abschnitten weiter vorn beschrieben wird. Der zentralen Unterdruckanlage 10 wird über eine
geerdete flexible Leitung 22 herkömmliche elektrische Wechselstromenergie
von einer Energiequelle 20 zugeführt. Vorzugsweise liefert die
Energiequelle 20 eine Wechselspannung 110–125 V oder
eine Wechselspannung 220–240
V mit 50 Hz oder 60 Hz. Die zentrale Unterdruckanlage 10 ist
mit einem Hauptschalter 24 zum Ein- oder Ausschalten der
Elektroenergie für
die Kopplerschaltung 12 ausgestattet. Ein frei wählbarer EMI/RFI-Leitungsfilter 26 zwecks
Unterdrückung
von HF-Emissionen
und HF-Interferenzen kann vorgesehen werden, um elektrische Störimpulse,
welche in der von der Energiequelle 20 gelieferten Energie
vorhanden sind, zu vermindern.
-
Die
Ausgänge 28 des
Filters 26 werden an die Primärwicklung eines Abspanntransformators 30 angeschlossen,
um für
die Kopplerschaltung 12 eine Niederspannungsquelle 32 zur
Verfügung
zu haben. Die Klemmen dieser Niederspannungsquelle 32 sind mit
einer Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 verbunden.
Diese Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 ist mit einem
Niederspannungs-Steckverbinder 36 verbunden. Dieser Niederspannungs-Steckverbinder 36 ist
vorzugsweise eine auf Abstand befindliche Anschlussklemme oder ein
anderer Typ eines standardisierten elektrischen Steckverbinders,
damit er körperlich
und elektrisch mit mindestens einem Leiterkabel 38 verbunden
werden kann. Dieses Leiterkabel 38 verbindet den Niederspannungs-Steckverbinder 36 mit
einem Schaltmechanismus 40, welcher an einer Reinigungsvorrichtung
oder an einer Ansaugöffnung
angeordnet ist, an welche die Reinigungsvorrichtung angeschlossen wird.
Wenn man den Schaltmechanismus 40 schließt, wird über die
Klemmen des Niederspannungs-Steckverbinders 36 Durchgang
hergestellt, und der Motor 16 wird durch die Funktion der
Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 eingeschaltet. Vorzugsweise
wird der Motor 16 durch die Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 dadurch
eingeschaltet, dass ein Niederspannungsrelais oder erstes Relais 42 angesteuert
wird. Wenn man das erste Relais 42 ansteuert, wird in diesem
ersten Relais 42 ein Schalter geschlossen, wodurch Energie
von den Ausgängen 28 des
Filters zum Motor 16 gelangt. Weitere Mittel zum Einschalten
des Motors sind ebenfalls geeignet. Zum Beispiel kann die Energie zum
Motor durch einen handbetätigten
Schalter außerhalb
der Niederspannungs-Anschlussschaltung gesteuert werden. Die Energie
zum Motor 16 wird über
eine Überlastschutzvorrichtung 44 wie
beispielsweise eine Schmelzsicherung oder einen Überlastschutzschalter zugeführt.
-
Ein
Niederspannungsrelais oder zweites Relais 46 ist parallel
zum Motor 16 geschaltet. Wenn der Schalter des ersten Relais 42 geschlossen
wird, steuert das zweite Relais 46 in diesem zweiten Relais 46 einen
Schalter an, so dass dieser ebenfalls geschlossen wird. Der Schalter
im zweiten Relais 46 ist mit einem Koppeleinheit-Steckverbinder 48 verbunden.
Dieser Koppeleinheit-Steckverbinder 48 besteht vorzugsweise
aus einem Satz von Klemmen wie beispielsweise einem auf Abstand
befindlichen Steckverbinder oder den Anschlüssen eines standardisierten
elektrischen Steckverbinders, damit er körperlich und elektrisch mit
einem Kabel 50 der Koppeleinheit verbunden werden kann.
Das Kabel 50 der Koppeleinheit 50 weist vorzugsweise
zwei Leiter auf und stellt die Verbindung der Kopplerschaltung 12 zum Luftwechsler 14 her.
Wenn der Schalter im zweiten Relais 46 geschlossen wird,
wird zwischen den Klemmen des Koppeleinheit-Steckverbinders 48 Durchgang
hergestellt, und folglich wird Durchgang zwischen den Leitern des
Kabels 50 der Koppeleinheit hergestellt. Eine Schaltung,
welche im Luftwechsler 14 untergebracht und an ein luftwechslerseitigen Ende
des Kabels 50 der Koppeleinheit angeschlossen ist, nutzt
diesen Durchgang als ein Anzeichen zum Einschalten des Luftwechslers 14.
Der Schalter im zweiten Relais 46 wirkt im Wesentlichen
als ein Ein-/Ausschalter für
den Luftwechsler 14.
-
Der
Effekt des Vorhandenseins einer derartigen Kopplerschaltung 12 besteht
darin, dass der Luftwechsler 14 automatisch eingeschaltet
wird, wenn der Motor 16 der zentralen Unterdruckanlage 10 eingeschaltet
wird. Der Luftwechsler wird dann Luft in das Gebäude hineinbringen und den Ausgleich
zu der von der zentralen Unterdruckanlage 10 aus dem Gebäude abgesaugten
und abgeführten Luft
schaffen. Da Luft von der zentralen Unterdruckanlage 10 aus
dem Gebäude
abgesaugt wird, wird der Luftwechsler 14 dem Gebäude mehr
Frischluft zuführen
als der Luftwechsler 14 selbst abführt. Die Kopplerschaltung 12 liefert
auch eine isolierte Verbindung zum Luftwechsler 14 ohne
Energieaustausch zwischen der zentralen Unterdruckanlage 10 und dem
Luftwechsler 14. Diese Art der Verbindung wird gewöhnlich als
eine trockene Verbindung bezeichnet. Wie ein Fachmann auf diesem
Gebiet einschätzen wird,
können
für das
zweite Relais 46 weitere elektrische Bauteile eingesetzt
werden wie beispielsweise Optokoppler. Als Alternative kann das
zweite Relais durch ein Niederspannungsrelais ersetzt werden, welches
parallel zum ersten Relais 42 geschaltet wird. Als Alternative
kann die Kopplerschaltung 34 eine Spannung oder einen Strom
erzeugen, damit dem Luftwechsler 14 ein Signal zum Einschalten
geliefert wird. Es können
weitere Signale wie beispielsweise Mitteilungen, die über eine
Telekommunikationsschnittstelle übertragen
werden, mit ähnlichen
Ergebnissen zwischen der zentralen Unterdruckanlage 10 und
dem Luftwechsler 14 verwendet werden.
-
3 zeigt ein Beispiel für eine Niederspannungs-Anschlussschaltung 34.
Diese Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 wird über die
Niederspannungsquelle 32 mit Energie von der Sekundärwicklung
des Transformators 30 versorgt. Diese Niederspannungs-Anschlussschaltung
weist Schaltungen auf, die das erste Relais 42 ansteuern,
wenn ein Schaltmechanismus 40 geschlossen wird, so dass über die
Klemmen des Niederspannungs-Steckverbinders 36 Durchgang
hergestellt wird. Wie ein Fachmann auf diesem Gebiet einschätzen wird,
können eine
Reihe von Gleichspannungs- und Wechselspannungsschaltungen verwendet
werden, um diese Funktionalität
zu verwirklichen. Die Niederspannungs-Anschlussschaltung ist vorzugsweise
mit einer LED 52 oder einer anderweitigen Anzeigevorrichtung
zur Anzeige eines bestimmten Betriebszustandes der zentralen Unterdruckanlage 10 ausgestattet. Die
Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 kann einen Vollwellen- oder Halbwellengleichrichter
aufweisen, um die Gleichspannung bereitzustellen, wie sie für das Speisen
der Relais und vorhandener Bauelemente auf Festkörperbasis erforderlich ist.
Die Niederspannungs-Anschlussschaltung 34 kann wahlweise
mit einem Mikroprozessor für
eine verbesserte Steuerung des Betriebs der zentralen Unterdruckanlage 10 ausgestattet
werden. Zum Beispiel kann der Mikroprozessor die Betriebsdauer des
Motors 16 registrieren und den Motor 16 nach einer
vorher festgelegten Zeitspanne abschalten, wobei dem Benutzer angezeigt
wird, dass es an der Zeit sein kann, eine Staubauffangkammer 54 zu
leeren.
-
Auch
wenn besondere Ausführungsformen der
Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, muss dies so verstanden werden, dass die
Erfindung dadurch in ihrem Umfang nicht eingeschränkt wird sondern
alle Änderungen
und Modifikationen einschließt,
welche vom Geist und Wort der angefügten Ansprüche erfasst werden.