Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Luftkenngröße
innerhalb eines Raumes sowie ein System zum Steuern einer Luftkenngröße innerhalb
eines Raumes mittels einer Vielzahl von Lüftungseinheiten.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Für eine Klimatisierung von Räumen spielt die Beibehaltung eines gewünschten, vorgegebenen
Zustands der darin befindlichen Luft eine wichtige Rolle, die im Hinblick auf eine
möglichst effiziente Vorgehensweise mit entsprechend hohen Anforderungen an eine Ansteuerung
der zur Klimatisierung eines Raumes eingesetzten Geräte verbunden ist, insbesondere
bei großen Räumen mit einer potentiell hohen Anzahl darin befindlicher Personen, wie
beispielsweise Gastronomieräumlichkeiten, Hörsäle, Klassenzimmer oder auch Großraumbüros.
[0003] Im Hinblick auf eine möglichst effiziente Klimatisierung stehen dabei unter anderem
auch energetische und wirtschaftliche Aspekte beim Betrieb der eingesetzten Geräte,
ein komfortbezogenes Empfinden der im Raum befindlichen Personen oder eine Reduktion
eines durch eine hohe Personenanzahl potentiell begünstigten Infektionsrisikos im
Vordergrund.
[0004] Im Zuge einer solchen Klimatisierung eines Raumes kommen häufig mehrere Lüftungseinheiten
zum Einsatz, die jeweils einen Luftstrom in den Raum einleiten, um so beispielsweise
eine Lufttemperatur im Raum zu beeinflussen oder eine Keimbelastung der Luft im Raum
unterhalb eines bestimmten Grenzwertes zu halten, wobei die mehreren Lüftungseinheiten
für eine kollaborative Klimatisierung des Raums meist zeitgleich betrieben werden.
[0005] Hierzu ist beispielsweise aus dem Stand der Technik in der
WO 2020/108667 A1 ein Luftreinigungssystem mit mehreren Lüftungseinheiten bekannt, die jeweils eine
Feinstaubkonzentration in der zur jeweiligen Lüftungseinheit zugehörigen Umgebung
erfassen und eine Ansteuerung der mehreren Lüftungseinheiten in Abhängigkeit eines
Mittelwerts aller erfassten Feinstaubkonzentrationen erfolgt.
[0006] Die mehreren Lüftungseinheiten sind üblicherweise an unterschiedlichen Positionen
innerhalb des Raumes aufgestellt und können meist auch in Form einer mobil ausgeführten
Variante ohne größeren Aufwand neu im Raum positioniert werden.
[0007] Die Klimatisierung betreffende Auswirkungen auf die Luft im Raum sind beim Einsatz
mehrerer, teilweise beliebig im Raum platzierter Lüftungseinheiten größtenteils unbekannt,
was wiederum die Effizienz der Klimatisierung negativ beeinflusst.
Zusammenfassung der Erfindung
[0008] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zur effizienteren
Klimatisierung eines Raumes mittels einer Vielzahl von Lüftungseinheiten bereitzustellen.
[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren zum Steuern einer Luftkenngröße innerhalb
eines Raumes mittels einer Vielzahl von Lüftungseinheiten nach Anspruch 1 sowie ein
System zur Steuerung einer Luftkenngröße innerhalb eines Raumes mit einer Vielzahl
von Lüftungseinheiten nach Anspruch 19 vorgeschlagen.
[0010] Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich dabei auf bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens, die jeweils für sich genommen oder in Kombination
bereitgestellt werden können.
[0011] Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer Luftkenngröße
innerhalb eines Raumes mittels einer Vielzahl von Lüftungseinheiten bereitgestellt,
wobei das Verfahren als Schritte ein Bereitstellen zumindest einer ersten Lüftungseinheit,
die zum Einleiten eines ersten Luftstroms in einen ersten Teilbereich des Raumes eingerichtet
ist, und einer zweiten Lüftungseinheit, die zum Einleiten eines zweiten Luftstroms
in einen zweiten Teilbereich des Raumes eingerichtet ist, ein Steuern einer Luftkenngröße
im ersten Teilbereich des Raumes durch ein Anpassen von zumindest einem Betriebsparameter
der zweiten Lüftungseinheit und ein Bereitstellen einer ersten Wechselwirkungsfunktion,
die eine Änderung der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich in Abhängigkeit
des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit beschreibt. Das
Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit zum Steuern
der Luftkenngröße im ersten Teilbereich erfolgt dabei in Abhängigkeit der bereitgestellten
ersten Wechselwirkungsfunktion.
[0012] Unter Teilbereichen sind dabei einzelne räumliche Bereiche des Raumes im Sinne einer
Untermenge zu verstehen, die jeweils nicht gegenüber dem Rest des Raumes abgeschlossen
sind, derart, dass es mit Hilfe von innerhalb des Raumes erfolgenden Luftströmungen
prinzipiell möglich ist, Luft aus dem ersten in den zweiten Teilbereich (oder umgekehrt)
zu überführen.
[0013] Eine Vereinigung des ersten und des zweiten Teilbereichs umfasst dabei nicht zwingend
den kompletten Raum. Ebenso müssen der erste und der zweite Teilbereich auch nicht
zwingend aneinander angrenzen, sondern können auch voneinander beabstandet angeordnet
sein, mit einer beliebigen Anzahl weiterer, dazwischenliegender Teilbereiche. Die
erste und die zweite Lüftungseinheit leiten somit zumindest jeweils einen Luftstrom
in denselben Raum ein.
[0014] Unter einer Luftkenngröße ist jedwede physikalische Größe zu verstehen, mit der ein
Zustand oder eine Zustandsänderung der Luft innerhalb des Raumes bzw. innerhalb der
jeweiligen Teilbereiche beschreiben werden kann.
[0015] Es kann sich hierbei unter anderem um Absolutgrößen, wie beispielsweise eine Menge
oder eine Konzentration eines festen, flüssigen oder gasförmigen Bestandteils der
Luft, um Änderungsraten der Absolutgrößen, wie beispielsweise eine zeitliche Änderungsrate
besagter Konzentration, oder um integrale Mittel der Absolutgrößen, wie beispielsweise
ein zeitlicher und/oder räumlicher Mittelwert besagter Konzentration handeln.
[0016] Bei besagten Absolutgrößen kann es sich unter anderem um eine Konzentration oder
eine Menge (Volumen oder Masse) von Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff,
um eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen oder
eines Aerosols, um eine Konzentration, Menge oder eine Größe von Feststoffpartikeln,
um eine Lufttemperatur, einen Luftdruck oder eine Luftfeuchtigkeit handeln, wobei
die vorherige Aufzählung nicht als abschließend zu verstehen ist. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist keinesfalls auf ein Steuern der zuvor lediglich beispielhaft genannten
Luftkenngrößen beschränkt.
[0017] Besagte Konzentrationen können dabei in allen üblichen Verhältnissen angeben werden,
also beispielsweise als Volumenverhältnis, als Massenverhältnis, als Dichte, als Anzahl
pro Volumen oder als Verhältnis der Anzahl von Teilchen.
[0018] Unter einem Betriebsparameter der Lüftungseinheit kann jedweder Parameter verstanden
werden, über den der Betrieb der Lüftungseinheit beschrieben werden kann und/oder
der an einer zu Steuerung der Lüftungseinheit eingerichteten Steuereinheit eingestellt
werden kann.
[0019] So kann es sich dabei beispielsweise um einen Volumenstrom, eine Lufttemperatur oder
eine Luftfeuchtigkeit des durch die Lüftungseinheit eingeleiteten Luftstroms, eine
elektrische Leistung eines dafür vorgesehenen Gebläses der Lüftungseinheit oder im
einfachsten Fall um eine binäre Angabe eines Betriebszustandes in der Form "eingeschaltet"
oder "ausgeschaltet" handeln.
[0020] Unter einer Wechselwirkungsfunktion ist jedwede Relation zu verstehen, die zur Beschreibung
einer Änderung einer zu steuernden Luftkenngröße in einem Teilbereich durch einen
Betrieb einer einem anderen Teilbereich zugeordneten Lüftungseinheit Elemente einer
beliebig gestalteten Ausgangsmenge Elementen einer beliebig gestalteten Zielmenge
zuordnet bzw. auf diese abbildet (siehe auch Fig. 1 bis 4B). Es kann sich hierbei
beispielsweise um eine analytische Funktion, ein Kennfeld oder eine Zuordnungstabelle
handeln, die insbesondere reelle Zahlen aufeinander abbilden, derart, dass sowohl
Ausgangs- als auch Zielmenge Teilmengen der reellen Zahlen sind.
[0021] Die erste Wechselwirkungsfunktion beschreibt vorliegend die Änderung der zu steuernden
Luftkenngröße im ersten Teilbereich durch einen Betrieb der zweiten Lüftungseinheit
und gibt somit Auskunft über ein Ausmaß einer Wechselwirkung zwischen Änderungen der
zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich und einem Betrieb der zweiten Lüftungseinheit
(nachfolgend vereinfacht nur mit Wechselwirkung bezeichnet).
[0022] Eine vorliegende Wechselwirkung im Sinne der ersten Wechselwirkungsfunktion basiert
dabei auf zumindest einer durch den Betrieb der zweiten Lüftungseinheit bedingten
Luftströmung innerhalb des Raumes, die aus dem ersten Teilbereich heraus- oder in
diesen hineinströmt und dadurch eine Änderung der Luftkenngröße im ersten Teilbereich
bewirkt. Kann dagegen durch den Betrieb der zweiten Lüftungseinheit keine derartige
Luftströmung erzeugt werden, so liegt keine Wechselwirkung vor.
[0023] Die Ausgangsmenge einer Wechselwirkungsfunktion kann beispielsweise im Falle der
ersten Wechselwirkungsfunktion als Elemente diskret aber auch kontinuierlich verteilte
Werte des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit enthalten,
die jeweils Elementen der Zielmenge zugeordnet werden. Die Elemente der Ausgangsmenge
sind dabei keinesfalls auf Werte des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten
Lüftungseinheit beschränkt, sondern können beispielsweise auch Werte weiterer Betriebsparameter
der zweiten Lüftungseinheit und/oder Werte von Betriebsparametern anderer Lüftungseinheiten
und/oder Werte der zu steuernden Luftkenngröße aus dem ersten und/oder Werte einer
Luftkenngröße aus dem zweiten Teilbereich enthalten.
[0024] Die Elemente der Zielmenge, die im Falle der ersten Wechselwirkungsfunktion jeweils
eine Änderung der Luftkenngröße im ersten Teilbereich in Abhängigkeit des zumindest
einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit beschreiben und damit eine Auskunft
über das Ausmaß der Wechselwirkung geben, können ebenfalls diskret oder kontinuierlich
verteilt sein.
[0025] In einer besonders einfach gehaltenen Variante kann die Zielmenge zwei Elemente im
Sinne einer binären Beschreibung enthalten, die entweder angibt, ob sich die zu steuernde
Luftkenngröße im ersten Teilbereich durch einen Betrieb der zweiten Lüftungseinheit
signifikant ändert oder eben nicht. Mögliche Elemente der Zielmenge könnten in diesem
Fall die natürlichen Zahlen "0" und "1" sein, wobei "1" den Fall erfasst, in dem eine
signifikante Änderung der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich durch
den Betrieb der zweiten Lüftungseinheit zu erwarten ist, und "0" den Fall erfasst,
in dem keine oder zumindest keine signifikante Änderung zu erwarten ist. Letzteres
ließe sich hinsichtlich der Anordnung der Lüftungseinheiten im Raum beispielsweise
dadurch erklären, dass der zweite Luftstrom aufgrund örtlicher Gegebenheiten erst
gar nicht oder nur in sehr geringem Maße in den ersten Teilbereich vordringt.
[0026] Die Zielmenge kann als Elemente beispielsweise auch Werte beliebiger physikalischer
Größen, deren Änderungsraten oder Integrale, aber auch Zeitangaben über eine Änderungsdauer
enthalten, die zur Beschreibung einer Änderung der zu steuernden Luftkenngröße geeignet
sind, wobei die Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
[0027] In diesem Sinne muss die Zielmenge der Wechselwirkungsfunktion nicht zwangsläufig
die zu steuernden Luftkenngröße als physikalische Größe enthalten. So könnte eine
Änderung der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich durch den Betrieb der
zweiten Lüftungseinheit z.B. auch durch in der Zielmenge enthaltene Informationen
über prozentuale Anteile des zweiten Luftstroms, die aus dem zweiten in den ersten
Teilbereich strömen, beschrieben werden, da hierdurch ein Eingangsstrom in den ersten
Teilbereich mit idealerweise bekannten Zustandsgrößen beschrieben wird, der sich mit
der Luft im ersten Teilbereich mischt und so zu einer Änderung der dortigen, zu steuernden
Luftkenngröße führt.
[0028] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine besonders effiziente Möglichkeit zum
Steuern der Luftkenngröße im ersten Teilbereich des Raumes bereitgestellt, die unter
Ausnutzung einer Kenntnis über die Wechselwirkung zwischen der zu steuernden Luftkenngröße
und dem Betrieb der zweiten Lüftungseinheit, die eben keinen Luftstrom direkt in den
ersten Teilbereich einleitet, erfolgt.
[0029] Ein genauer Zusammenhang einer gegenseitigen Beeinflussung mehrere Lüftungseinheiten
im Zuge einer Klimatisierung eines Raumes ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten
Verfahren, z.B. aus
WO 2020/108667 A1, unbekannt, was unter Umständen zu unvorteilhaften Steuerungsprozessen führen kann,
da beispielsweise ein kollaborativer Betrieb zweier Lüftungseinheiten gestartet wird,
obwohl dieser im Vergleich zum Betrieb mit lediglich einer Lüftungseinheit keinen
Mehrwert hat, oder sogar nachteilig im Hinblick auf ein Kosten-Nutzen-Verhältnis ist,
z.B. in Anbetracht des erhöhten Energieverbrauch. Dies kann beispielsweise dadurch
bedingt sein, dass ein Luftstrom der einen Lüftungseinheit aufgrund der Anordnung
von Einrichtungsgegenständen im Raum nicht oder nur zu sehr geringen Anteilen bis
in eine Umgebung der anderen Lüftungseinheit vordringt.
[0030] Durch das Bereitstellen der ersten Wechselwirkungsfunktion wird eine derartige Wissenslücke
über die gegenseitige Beeinflussung mehrere Lüftungseinheiten gefüllt und gestattet
so effizientere Vorgehensweisen zum Steuern der Luftkenngröße im ersten Teilbereich.
[0031] Das Verfahren schafft somit die Möglichkeit eines kollaborativen Betriebs zumindest
zweier Lüftungseinheiten unter Ausnutzung der Kenntnis über besagte gegenseitigen
Beeinflussung, wodurch die einzelnen Lüftungseinheiten besonders effizient angesteuert
werden können, um so beispielsweise eine Abweichung der zu steuernden Luftkenngröße
von einem gewünschten Wert möglichst schnell zu korrigieren und dabei zeitgleich einen
Energieverbrauch, eine Geräuschbelastung oder eine mechanische Beanspruchung der Lüftungseinheiten
minimal zu halten.
[0032] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße
im ersten Teilbereich ferner die Teilschritte Vorgeben eines Soll-Wertes der zu steuernden
Luftkenngröße im ersten Teilbereich und Erfassen eines Ist-Wertes der zu steuernden
Luftkenngröße im ersten Teilbereich, wobei das Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters
der zweiten Lüftungseinheit zum Steuern der Luftkenngröße im ersten Teilbereich zusätzlich
in Abhängigkeit des vorgegebenen Soll-Wertes und des erfassten Ist-Wertes erfolgt.
[0033] Auf diese Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Regelungsverfahren erweitert,
im Zuge dessen die zu steuernde Luftkenngröße im ersten Teilbereich, die in diesem
Fall einer zur regelnden Luftkenngröße entspricht, in Abhängigkeit von Ist- und Soll-Wert
gesteuert wird, wobei üblicherweise eine Differenz der beiden Werte maßgeblich ist.
[0034] Das Erfassen des Ist-Wertes kann hierbei durch Messen der zu steuernden bzw. der
in diesem Fall zu regelnden Luftkenngröße an ein oder mehreren Positionen im ersten
Teilbereich erfolgen, insbesondere mittels ein oder mehrerer Erfassungsvorrichtungen
an der ersten Lüftungseinheit oder in einer Umgebung der ersten Lüftungseinheit. Vorzugsweise
entspricht der erfasste Ist-Wert dabei einem Mittelwert von Messwerten der an den
ein oder mehreren Positionen im ersten Teilbereich gemessenen Luftkenngröße.
[0035] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße
im ersten Teilbereich unter der Maßgabe eines oder einer Kombination mehrerer der
folgenden Ziele:
- Minimierung einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der zu steuernden
Luftkenngröße im ersten Teilbereich;
- Minimierung einer Dauer zum Erreichen eines Minimums der Abweichung zwischen dem Ist-Wert
und dem Soll-Wert der zu steuernden Luftkenngröße;
- Minimierung einer Betriebslautstärke der ersten und/oder der zweiten Lüftungseinheit;
- Maximierung einer Lebensdauer von Teilen der ersten und/oder der zweiten Lüftungseinheit,
insbesondere von Verschleißteilen.
[0036] Die Abweichung ist dabei als betragsmäßige Abweichung zu verstehen, die es zu minimieren
gilt.
[0037] Auf diese Weise wird nicht nur ein energetisch und wirtschaftlich effizientes Steuern
der Luftkenngröße im ersten Teilbereich ermöglicht, sondern es wird auch ein komfortbezogenes
Empfinden von im Raum befindlichen Personen verbessert werden, da beispielsweise die
zu steuernde Luftkenngröße selbst schneller ihren Soll-Wert erreicht oder die durch
die Vielzahl von Lüftungseinheiten verursachte Geräuschbelastung reduziert wird.
[0038] So könnte es unter Ausnutzung der Kenntnis über die Wechselwirkung im letztgenannten
Fall beispielsweise von Vorteil sein, anstelle die erste Lüftungseinheit unter Volllast
zu betreiben, die erste und die zweite Lüftungseinheit jeweils mit halber Leistung
zu betreiben, sofern damit der gleiche gewünschte Soll-Wert der zu steuernden Luftkenngröße
im ersten Teilbereich erzielt werden kann. Ein derartiges Vorgehen reduziert dabei
nicht nur die Geräuschbelastung, sondern erhöht auch die Lebensdauer der einzelnen
Lüftungseinheiten, da diese, wie exemplarisch beschreiben, nicht zwingend unter Volllast
betrieben werden müssen.
[0039] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße
im ersten Teilbereich zusätzlich durch Anpassen zumindest eines Betriebsparameters
der ersten Lüftungseinheit.
[0040] Auf diese Weise stehen dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr Stellglieder zum Steuern
der Luftkenngröße im ersten Teilbereich zur Verfügung, wodurch das Steuern selbst
weiter verbessert werden kann.
[0041] In einer bevorzugten Ausführungsform wird im Schritt des Bereitstellens der ersten
Wechselwirkungsfunktion eine vordefinierte Wechselwirkungsfunktion bereitgestellt.
[0042] Auf diese Weise kann ein ggfs. aus ähnlichen Anordnungen in andere Räumen bekannte
Wechselwirkung bereitgestellt werden und gegebenenfalls aktualisiert werden.
[0043] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Bereitstellens der ersten
Wechselwirkungsfunktion den Schritt Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion mit
den folgenden Teilschritten Erfassen eines anfänglichen Wertes einer zum Ermitteln
der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße im ersten Teilbereich
zu einem ersten Zeitpunkt, Einleiten des zweiten Luftstroms durch die zweite Lüftungseinheit,
Erfassen eines weiteren Wertes der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
ausgewählten Luftkenngröße im ersten Teilbereich zu einem weiteren, späteren Zeitpunkt
und Bestimmen der ersten Wechselwirkungsfunktion auf Basis des erfassten anfänglichen
und des erfassten weiteren Wertes der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
ausgewählten Luftkenngröße im ersten Teilbereich.
[0044] Auf diese Weise kann die erste Wechselwirkungsfunktion direkt in einer finalen Anordnung
der Lüftungseinheiten im Raum bestimmt werden, derart, dass unter anderem raumspezifische
Gegebenheiten, wie Einrichtungsgenstände, Abstand der Aufstellorte der Lüftungseinheiten,
Einleitrichtungen der Luftströme, Raumform, usw. entsprechend berücksichtigt werden.
[0045] Dies gestaltet sich insbesondere bei mobil gestalteten Lüftungseinheiten von Vorteil,
da deren Aufstellort per se unbekannt ist und unter Umständen auch verändert wird
und damit auch eine Wechselwirkung per se unbekannt ist oder sich ändern kann, z.B.
bei Neupositionierung einer Lüftungseinheit. Diese für das Steuern der Luftkenngröße
ungünstigen Umständen werden in vorteilhafter Weise durch den beschriebenen Schritt
des Ermittelns der ersten Wechselwirkungsfunktion abgefangen.
[0046] Dadurch wird ein smartes Steuerungsverfahren zum Steuern einer Luftkenngröße innerhalb
des Raumes mittels einer Vielzahl von Lüftungseinheiten bereitgestellt, welches im
Zuge des beschriebenen Schrittes lernt, unter anderem per se unbekannte Gegebenheiten
des Raumes zu erfassen und beim Steuern entsprechend zu berücksichtigen.
[0047] Bei der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße
im ersten Teilbereich kann es sich um jede beliebige Luftkenngröße handeln, so lange
diese in irgendeiner Weise Aufschluss über die Wechselwirkung in Bezug auf die zu
steuernde Luftkenngröße gibt. Wird beispielsweise eine Kohlenstoffdioxidkonzentration
als zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße gewählt,
gibt dies unter anderem ebenfalls (zumindest teilweise) Aufschluss über Änderungen
einer exemplarisch zu steuernden Sauerstoffkonzentration.
[0048] Insbesondere handelt es sich bei der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
ausgewählten Luftkenngröße im ersten Teilbereich allerdings um die zu steuernden Luftkenngröße
im ersten Teilbereich.
[0049] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Ermittelns der ersten
Wechselwirkungsfunktion weiterhin ein Erfassen eines zeitlichen Werteverlauf der zum
Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße im ersten
Teilbereich und der Teilschritt des Bestimmens der ersten Wechselwirkungsfunktion
erfolgt zusätzlich auf Basis des erfassten zeitlichen Werteverlaufs, insbesondere
auf Basis eines integralen Mittels und/oder auf Basis eines Extremwertes einer Änderungsrate
des erfassten zeitlichen Werteverlaufs.
[0050] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Ermittelns der ersten
Wechselwirkungsfunktion weiterhin ein Bereitstellen des zumindest einen Betriebsparameters
der zweiten Lüftungseinheit und wahlweise ein Bereitstellen des zumindest einen Betriebsparameters
der ersten Lüftungseinheit, wobei der Teilschritt des Bestimmens der ersten Wechselwirkungsfunktion
zusätzlich auf Basis des bereitgestellten Betriebsparameters oder der bereitgestellten
Betriebsparameter erfolgt.
[0051] Auf diese Weise kann eine präzisere Angabe der ersten Wechselwirkungsfunktion in
Abhängigkeit mehrerer Ausgangsgrößen erfolgen, was wiederum ein effizienteres Steuern
der Luftkenngröße im ersten Teilbereich ermöglicht, da so ein breiteres Spektrum an
möglichen Konstellationen aus Luftkenngröße und Betriebsparameter(n) als Ausgangsmenge
bereitsteht.
[0052] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
bei abgeschalteter erster Lüftungseinheit.
[0053] Vorzugsweise kann das Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion aber auch bei
angeschalteter erster Lüftungseinheit erfolgen.
[0054] Vorzugsweise umfasst der Schritt des Ermittelns der ersten Wechselwirkungsfunktion
ein Einsetzen eines Tracergases, mit dem der zweite Luftstrom angereichert wird. Ein
Tracergas (oder auch Prüfgas, beispielsweise Kohlenstoffdioxid) ist auf besonders
einfache Weise zu erfassen und erlaubt so ein schnelles und zuverlässiges Ermitteln
der ersten Wechselwirkungsfunktion.
[0055] In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Wert der Wechselwirkungsfunktion zumindest
in einem ersten oder in einem zweiten Wertebereich liegen, wobei im Schritt des Steuerns
der Luftkenngröße im ersten Teilbereich ein Einschalten und/oder Anpassen des zumindest
einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit erfolgt, falls der Wert der Wechselwirkungsfunktion
im ersten Wertebereich liegt und ein Wert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten
Teilbereich einen ersten Grenzwert überschreitet, und/oder falls der Wert der Wechselwirkungsfunktion
im zweiten Wertebereich liegt und der Wert der zu steuernden Luftkenngröße im ersten
Teilbereich einen zweiten Grenzwert überschreitet.
[0056] Auf diese Weise kann ein mehrstufiger Unterstützungsbetrieb bereitgestellt werden,
der je nach Ausmaß der Wechselwirkung, der sich über die jeweiligen Wertebereiche
definiert, eine Unterstützung des Steuerns der Luftkenngröße im ersten Teilbereich
durch die zweite Lüftungseinheit erst nach Überschreiten eines kritischen Grenzwerts
vorsieht.
[0057] So kann der erste Wertebereich beispielsweise Fälle einer schwachen bis moderaten
Wechselwirkung umfassen, wohingegen der zweite Wertebereich Fälle mit hoher Wechselwirkung
umfasst. Im Falle einer hohen Wechselwirkung wäre es dabei von Vorteil, die zweite
Lüftungseinheit stets zur Unterstützung des Steuerns der Luftkenngröße im ersten Teilbereich
eingeschaltet zu lassen und so eine "grundsätzliche" Unterstützung bereitzustellen.
Im Falle schwacher bis moderater Wechselwirkung wäre es dagegen von Vorteil, die zweite
Lüftungseinheit lediglich zur Vermeidung eines Volllastbetriebs der ersten Lüftungseinheit
ein- bzw. dazuzuschalten und so eine "bedingte" Unterstützung bereitzustellen.
[0058] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zu steuernde Luftkenngröße im ersten
Teilbereich eine der folgenden Größen:
- eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen;
- eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid;
- eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff;
- eine Konzentration oder eine Menge von Aerosolen;
- eine Größe oder eine Konzentration oder eine Menge von Feststoffpartikeln;
- eine Lufttemperatur; oder
- eine Luftfeuchtigkeit.
[0059] Das erfindungsgemäße Verfahren ist allerdings in keiner Weise auf die zuvor aufgezählten
Größen beschränkt.
[0060] Vorzugsweise ist die zu steuernde Luftkenngröße im ersten Teilbereich eine Kombination
zweier oder mehrere der zuvor aufgezählten Größen.
[0061] Auf diese Weise kann eine simultane Steuerung mehrerer Zustandsgrößen der Luft im
ersten Teilbereich in Form einer gemeinsamen Luftkenngröße gesteuert werden, wobei
eine Priorisierung durch eine jeweilige Gewichtung der Kombination erfolgt. So kann
es sich bei besagter Luftkenngröße beispielsweise um eine Kombination aus Lufttemperatur,
Konzentration von Kohlenstoffdioxid und Konzentration von flüchtigen organischen Verbindungen
handeln, die exemplarisch jeweils zu 30%, 20% und 50% gewichtet werden und somit ein
Steuern der Konzentration von flüchtigen organischen Verbindungen die höchste Priorität
hätte.
[0062] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die bereitgestellte erste Wechselwirkungsfunktion
während des Steuerns der Luftkenngröße im ersten Teilbereich in zeitlichen Abständen
aktualisiert, insbesondere in periodischen Zeitabständen oder kontinuierlich.
[0063] Auf diese Weise kann während des Steuerns der Luftkenngröße auf Änderungen der Randbedingungen,
die die Wechselwirkung beeinflussen würden, z.B. sich ändernde Personenzahl im Raum,
geöffnetes Fenster etc., reagiert werden, ohne dass derartige Informationen direkt
erfasst werden müssen, da deren Einfluss im Zuge eines Aktualisierens der ersten Wechselwirkungsfunktion
entsprechend berücksichtigt wird.
[0064] Das Aktualisieren der Wechselwirkungsfunktion geschieht dabei vorzugsweise durch
Wiederholen des beschriebenen Schrittes des Ermittelns der ersten Wechselwirkungsfunktion.
[0065] In einer bevorzugten Ausführungsform wird zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit
in einem Quellluftmodus betrieben, in dem das Einleiten des jeweiligen Luftstroms
unter der Maßgabe erfolgt, einen an eine Bodenfläche des Raumes angrenzenden Frischluftsee
zu bilden.
[0066] Auf diese Weise wird eine Klimatisierung des Raumes im Quellluftprinzip ermöglicht,
was sich insbesondere für den Einsatz in Klassenzimmern oder Hörsälen eignet und im
Zuge dessen, sich akkumulierende Frischluft am Boden des Raumes, der sog. Frischluftsee,
ansammelt und jede Person ihre individuell benötigte Luftmenge unmittelbar aus Frischluftsee
bezieht, wobei diese durch körpereigene Auftriebsströmung vom Boden unmittelbar in
eine Atemzone der Person gelangt und ausgeatmete Luft mit Aerosolen und dergleichen
zur Decke aufsteigen und damit nicht die Atemzone anderer Personen gelangen. Ein derartiges
Prinzip gestaltet ich insbesondere in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Bereitstellen
der ersten Wechselwirkungsfunktion von Vorteil, da die Wechselwirkung ebenso Auswirkungen/Effekte
des gebildeten Frischluftsees berücksichtigt, der im Vergleich zu einer reinen Umwälzung
der Luft besonders vorteilhaft bei besagtem Einsatz in Klassenzimmern oder Hörsälen
ist, um so beispielsweise eine Konzentration von flüchtigen organischen Verbindungen
besonders effizient zu steuern.
[0067] In einer bevorzugten Ausführungsform werden Werte der zu steuernden Luftkenngröße
im ersten Teilbereich von zumindest einer Erfassungsvorrichtung der ersten Lüftungseinheit
erfasst, die in einem unteren Bereich der ersten Lüftungseinheit angeordnet ist, wobei
der untere Bereich an die Bodenfläche angrenzt oder dieser zugewandt ist, derart,
dass die Erfassungsvorrichtung ein Vorliegen eines Frischluftsees erfassen kann.
[0068] Auf diese Weise wird das Steuern der Luftkenngröße im ersten Teilbereich auch bei
Einsatz des Quellluftmodus verbessert, da gewährleistet wird, dass ein vorliegender
Frischluftsee im Zuge des Verfahrens auch erkannt und entsprechend berücksichtigt
wird, was sich beispielsweise bei einer auf der Oberseite der Lüftungseinheit angeordneten
Erfassungsvorrichtung schwieriger gestalten würde, da der Frischluftsee unter Umständen
nicht bis dahin vordringt.
[0069] In einer bevorzugten Ausführungsform wird zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit
in einem Frischluftmodus betrieben, indem dem jeweiligen Luftstrom anteilig frische
Außenluft aus einer gegenüber dem Raum abgegrenzten Umgebung beigemischt wird oder
der jeweilige Luftstrom vollständig aus der frischen Außenluft besteht.
[0070] Auf diese Weise wird im Gegensatz zu einem Umluftbetrieb, der die im Raum vorhandene
Luft lediglich umwälzt, eine Versorgung des Raumes mit frischer und üblicherweise
weniger belasteter Außenluft ermöglicht, was sich insbesondere vorteilhaft gestaltet,
um im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Sauerstoffkonzentration zu erhöhen
oder eine Konzentration von Kohlenstoffdioxid im Raum zu senken.
[0071] In einer bevorzugten Ausführungsform wird zumindest der erste oder der zweite Luftstrom
vor dem Einleiten in den jeweiligen Teilbereich gereinigt, insbesondere derart, dass
dabei flüchtige organischen Verbindungen und/oder Feststoffpartikel und/oder sonstigen
Verunreinigungen aus dem jeweiligen Luftstrom entfernt werden.
[0072] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich den
Schritt Erfassen von Raumdaten, und der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße im
ersten Teilbereich überdies zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Raumdaten erfolgt,
wobei die Raumdaten eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:
- eine Anzahl von sich innerhalb des Raumes aufhaltenden Personen;
- eine Position und/oder eine Bewegung von zumindest einer sich innerhalb des Raumes
aufhaltenden Person;
- eine räumliche Distanz von Aufstellorten der ersten und der zweiten Lüftungseinheit;
- Abmessungen des Raumes.
[0073] Auf diese Weise können im Zuge des Steuerns der Luftkenngröße im ersten Teilbereich
gezielt zusätzliche Randbedingungen in Form der zuvor aufgezählten Informationen berücksichtigt
werden. Insbesondere kann das Verfahren personenspezifische Informationen berücksichtigen,
im Zuge derer beispielsweise eingeleitete Luftströme bei besonders hoher Personenauslastung
erhöht und bei leerem Raum reduziert werden.
[0074] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin die Schritte
Bereitstellen einer zweiten Wechselwirkungsfunktion, die eine Änderung einer zu steuernden
Luftkenngröße im zweiten Teilbereich des Raumes in Abhängigkeit des zumindest einen
Betriebsparameters der ersten Lüftungseinheit beschreibt, und Steuern der Luftkenngröße
im zweiten Teilbereich des Raumes durch ein Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters
der ersten Lüftungseinheit und/oder des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten
Lüftungseinheit in Abhängigkeit der bereitgestellten zweiten Wechselwirkungsfunktion.
[0075] Auf diese Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren auf mehrere Teilbereiche des
Raumes ausgedehnt, sodass auch dort ein effizienteres Steuern einer Luftkenngröße
möglich ist.
[0076] Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Bereitstellen von N Lüftungseinheiten, die
jeweils zum Einleiten eines N-ten Luftstroms in einen N-ten Teilbereich eingerichtet
sind, ein Bereitstellen einer Vielzahl von Wechselwirkungsfunktionen, die jeweils
eine Änderung einer zusteuernden Luftkenngröße in einem bestimmten Teilbereich in
Abhängigkeit ein oder mehrerer Betriebsparameter von ein oder mehreren Lüftungseinheiten,
die nicht dem bestimmten Teilbereich zugeordnet sind, und ein Steuern einer Luftkenngröße
im bestimmten Teilbereich des Raumes durch ein Anpassen der ein oder mehreren Betriebsparameter
von den ein oder mehreren Lüftungseinheiten in Abhängigkeit der bereitgestellten Vielzahl
von Wechselwirkungsfunktionen erfolgt.
[0077] Auf diese Weise wird das Verfahren für den Einsatz mit einem komplexen Netz aus Lüftungseinheiten
erweitert, mit dem eine Luftkenngrößen in einem einzelnen Teilbereich des Raumes gezielt
und vor allem auf effiziente Weise durch einen kollaborativen Betrieb beliebig vieler
anderer Lüftungseinheiten unter Ausnutzung der bereitgestellten Vielzahl von Wechselwirkungsfunktionen
gesteuert werden kann.
[0078] Diese vorteilhafte Weiterbildung ist dabei keinesfalls auf den bestimmten Teilbereich
beschränkt, sondern kann für jeden Teilbereich eine Vielzahl von Wechselwirkungsfunktionen
bereitstellen, wobei Luftkenngrößen in jedem Teilbereich in Abhängigkeit der jeweiligen
Vielzahl von Wechselwirkungsfunktionen gesteuert werden.
[0079] Gemäß eines zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Steuern einer Luftkenngröße
innerhalb eines Raumes bereitgestellt, das zumindest eine erste Lüftungseinheit, die
eingerichtet ist, einen ersten Luftstrom in einen ersten Teilbereich des Raums einzuleiten,
und eine zweite Lüftungseinheit, die eingerichtet ist, einen zweiten Luftstrom in
einen zweiten Teilbereich des Raumes einzuleiten, und eine zumindest mit der zweiten
Lüftungseinheit gekoppelte Steuervorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, über
Steuerbefehle zumindest einen Betriebsparameter der zweiten Lüftungseinheit anzupassen
und damit eine zu steuernde Luftkenngröße im ersten Teilbereich des Raumes zu steuern.
Die Steuervorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, den zumindest einen Betriebsparameter
der zweiten Lüftungseinheit in Abhängigkeit einer in einer Speichervorrichtung der
Steuervorrichtung bereitgestellten ersten Wechselwirkungsfunktion, die eine Änderung
der zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich in Abhängigkeit des zumindest
einen Betriebsparameters der zweiten Lüftungseinheit beschreibt, anzupassen.
[0080] Das System gemäß des zweiten Aspekts gestattet somit die Durchführung des Verfahrens
zum Steuern einer Luftkenngröße innerhalb eines Raumes gemäß des ersten Aspekts der
Erfindung mit allen zuvor beschriebenen Vorteilen eines effizienteren Steuerns der
Luftkenngröße.
[0081] Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung weiterhin mit der ersten Lüftungseinheit gekoppelt
und eingerichtet, über Steuerbefehle zumindest einen Betriebsparameter der ersten
Lüftungseinheit anzupassen.
[0082] Vorzugsweise umfasst die erste Lüftungseinheit eine Erfassungsvorrichtung, die zum
Erfassen einer für ein Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße
im ersten Teilbereich eingerichtet ist, wobei die Steuervorrichtung ferner eine Auswertungseinheit
umfasst, die eingerichtet ist, von der Erfassungsvorrichtung einen anfänglichen Wert
der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße im
ersten Teilbereich zu einem ersten Zeitpunkt und einen weiteren Wert der zum Ermitteln
der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße zu einem weiteren, späteren
Zeitpunkt zu empfangen und die erste Wechselwirkungsfunktion auf Basis des empfangenen
anfänglichen und des empfangenen weiteren Wertes zu bestimmen und diese zur Bereitstellung
in der Speichervorrichtung der Steuervorrichtung abzuspeichern.
[0083] Vorzugsweise ist die Erfassungsvorrichtung dabei dazu eingerichtet, eine zeitlichen
Werteverlauf der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählten Luftkenngröße
im ersten Teilbereich zu erfassen und an die Auswertungseinheit zu übermitteln, wobei
die Auswertungseinheit eingerichtet ist, die erste Wechselwirkungsfunktion zusätzlich
auf Basis des übermittelten Werteverlaufs zu bestimmen, und/oder die Auswerteinheit
eingerichtet ist, den zumindest einen Betriebsparameter der zweiten Lüftungseinheit
und wahlweise auch den zumindest einen Betriebsparameter der ersten Lüftungseinheit
zu empfangen, und die erste Wechselwirkungsfunktion zusätzlich auf Basis des empfangenen
Betriebsparameters oder der empfangenen Betriebsparameter zu bestimmen.
[0084] Vorzugsweise ist zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit eingerichtet,
in einem Quellluftmodus betrieben zu werden, bei dem das Einleiten des jeweiligen
Luftstroms derart erfolgt, dass ein an eine Bodenfläche des Raumes angrenzender Frischluftsee
gebildet wird.
[0085] Vorzugsweise ist die Erfassungsvorrichtung der ersten Lüftungseinheit dabei derart
in einem unteren Bereich der ersten Lüftungseinheit angeordnet, dass diese an die
Bodenfläche des Raumes angrenzt oder dieser zumindest zugewandt ist, um ein Vorliegen
eines Frischluftsees erfassen zu können.
[0086] Vorzugsweise umfassen die erste oder die zweite Lüftungseinheit eine Frischluftvorrichtung,
die eingerichtet ist, Luft aus einer gegenüber dem Raum abgegrenzten Umgebung anteilig
dem jeweiligen Luftstrom als frische Außenluft beizumischen oder den jeweiligen Luftstrom
vollständig aus dieser zu erzeugen.
[0087] Vorzugsweise umfasst zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit eine Luftreinigungsvorrichtung,
die eingerichtet ist, den jeweiligen Luftstrom vor dem Einleiten in den jeweiligen
Teilbereich zu reinigen, und dabei insbesondere flüchtige organische Verbindungen
und/oder Feststoffpartikel und/oder sonstigen Verunreinigungen aus dem jeweiligen
Luftstrom zu entfernen.
[0088] Vorzugsweise umfasst zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit eine Temperierungsvorrichtung,
die eingerichtet ist, eine Temperatur und/oder eine Feuchtigkeit des jeweiligen Luftstroms
vor dem Einleiten in den jeweiligen Teilbereich einzustellen.
[0089] Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung als Teil der ersten oder als Teil der zweiten
Lüftungseinheit ausgeführt oder wird separat als zentrale Steuervorrichtung bereitgestellt.
[0090] Auf diese Weise kann die zum Steuern mit kollaborativem Betrieb der Lüftungseinheiten
eingerichtete Steuervorrichtung zentral oder aber dezentral bereitgestellt werden.
So kann beispielsweise das Problem eine unter Umständen begrenzte Reichweite einer
von einer Steuervorrichtung einer Lüftungseinheit ausgehenden drahtlose Verbindung
zu anderen Lüftungseinheiten durch den Einsatz einer zentral positionierten Steuerungsvorrichtung,
in deren drahtloser Verbindungsreichweite alle Lüftungseinheiten liegen, behoben werden.
[0091] Auf der anderen Seite bietet die Ausführung mit als Teil der Lüftungseinheit ausgeführter
Steuervorrichtung beispielsweise den Vorteil, dass eben keine zusätzliche zentrale
Steuervorrichtung als weitere ggf. platzeinnehmende Komponente bereitgestellt werden
muss.
[0092] Vorzugsweise ist Steuervorrichtung drahtlos mit der ersten und/oder mit der zweiten
Lüftungseinheit gekoppelt. Dadurch sind keine zusätzlichen Leitungen notwendig, was
unter anderem eine Integration weiterer Lüftungseinheiten in das System sehr einfach
gestaltet und zum anderen eine beliebige Positionierung mobil gestalteter Lüftungseinheiten
innerhalb des Raumes gestattet.
[0093] Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Lüftungseinheit
als erste oder zweite Lüftungseinheit für ein System gemäß des zweiten Aspekts der
Erfindung.
[0094] Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Steuervorrichtung
für ein System gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung.
[0095] Weitere Aspekte und deren Vorteile als auch speziellere Ausführungsbeispiele der
zuvor genannten Aspekte und Merkmale werden im Folgenden unter Zuhilfenahme der in
den beigefügten Figuren gezeigten Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1A bis Fig. 1D zeigen Beispiele möglicher erster Wechselwirkungsfunktionen zum
Einsatz in einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in Abhängigkeit
eines Volumenstroms der zweiten Lüftungseinheit.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer möglichen ersten Wechselwirkungsfunktion zum Einsatz
in einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in Abhängigkeit eines Betriebszustands
der zweiten Lüftungseinheit.
Fig. 3A und Fig. 3B zeigen exemplarische Zeitverläufe einer Luftkenngröße im ersten
Teilbereich zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion.
Fig. 4A und Fig. 4B zeigen exemplarische Zeitverläufe der zu steuernden Luftkenngröße
im ersten Teilbereich.
Fig. 5 zeigt ein exemplarisches Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens
gemäß des ersten Aspekts der Erfindung.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Ausführungsbeispiele des Systems gemäß des zweiten Aspekts
der Erfindung,
[0096] Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren können hierbei mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sein, manchmal allerdings auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen.
[0097] Es wird hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist. Die
Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere
diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer
Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen
Ansprüche hervorgehen.
Ausführliche Figurenbeschreibung
[0098] Fig. 1A bis Fig. 1D zeigen exemplarische Darstellungen möglicher erster Wechselwirkungsfunktionen
f
12; g
12; h
12 zum Einsatz in einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung, die eine Änderung
einer zu steuernden Luftkenngröße K
1 in einem ersten Teilbereich eines Raumes unter anderem in Abhängigkeit eines dem
Volumenstrom Q
2 einer zweiten Lüftungseinheit entsprechenden Betriebsparameters beschreiben.
[0099] Der Volumenstrom Q
2 wird üblicherweise in der Einheit Kubikmeter pro Stunde oder Liter pro Sekunde angegeben,
wobei in den Fig. 1A bis Fig. 1D spezifische Werte des Volumenstroms Q
2 der zweiten Lüftungseinheit mit λ bzw. λ
i bezeichnet sind.
[0100] Die ersten Wechselwirkungsfunktionen f
12; g
12; h
12 hängen teilweise auch von einer zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich ab, wobei in den Fig. 1A bis Fig. 1D spezifische Werte der
zu steuernden Luftkenngröße K
1 mit A, B und C bezeichnet sind.
[0101] Die ersten Wechselwirkungsfunktionen f
12; g
12; h
12 beschreiben ein Ausmaß einer Wechselwirkung zwischen Änderungen der zu steuernden
Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich und einem Betrieb der zweiten Lüftungseinheit, der sich vorliegend
anhand des Volumenstroms Q
2 bestimmt. Werte der ersten Wechselwirkungsfunktionen f
12; g
12; h
12 können dabei beispielsweise in direktem Zusammenhang mit den in den Fig. 3A und 3B
dargestellten Größen stehen.
[0102] Fig. 1A zeigt ein Beispiel einer ersten Wechselwirkungsfunktion f
12, die von einem aktuellen Wert der zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich und vom Volumenstrom Q
2 der zweiten Lüftungseinheit abhängt, aufgetragen über besagten Volumenstrom Q
2.
[0103] Je höher der Wert der ersten Wechselwirkungsfunktion f
12, umso stärker ändert sich die zu steuernde Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich. Für einen Volumenstrom Q
2=0 liegt keine Änderung der zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich vor, wohingegen für steigende Werte λ
1, λ
2, λ
3, λ
4, λ
5 des Volumenstroms Q
2 stärkere Änderungen der zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich vorliegen.
[0104] Je nach aktuellem Wert A, B oder C der zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich kann bei gleichem Volumenstrom Q
2 eine unterschiedlich stark ausgeprägte Änderung der besagten Luftkenngröße K
1 vorliegen.
[0105] Handelt es sich beispielsweise bei der zu steuernden Luftkenngröße K
1 um eine Konzentration von Kohlenstoffdioxid, die es exemplarisch mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu reduzieren gilt, so lässt sich für einen anfänglich vergleichsweise
hohe Konzentration von Kohlenstoffdioxid (exemplarisch durch Ki=C gegeben) bei gleichem
Volumenstrom Q
2 eine stärke Änderung der Konzentration von Kohlenstoffdioxid im ersten Teilbereich
umsetzen, als dies für eine anfänglich vergleichsweise niedrige Konzentration von
Kohlenstoffdioxid (exemplarisch durch K1=A oder Ki=B gegeben) der Fall wäre.
[0106] Fig. 1B zeigt eine alternative, dreidimensionale Darstellung der unter anderem in
Fig. 1A gezeigten exemplarische Verläufe der ersten Wechselwirkungsfunktion f
12, wobei im Vergleich zur Fig. 1A zwei zusätzliche Verläufe jeweils für einen Wert
der zu steuernden Luftkenngröße K
1 zwischen den Werten A und B sowie zwischen den Werten B und C.
[0107] Fig. 1C zeigt ein Beispiel einer weiteren ersten Wechselwirkungsfunktion g
12 mit diskreter Verteilung über die Werte 0, λ
1 bis λ
5 des zweiten Volumenstroms Q
2.
[0108] Die erste Wechselwirkungsfunktion g
12 kann dabei die Werte "0" und "1" annehmen, wobei "0" die Fälle keiner oder lediglich
einer schwachen Wechselwirkung erfasst und "1" die Fälle einer mittleren bis starken
Wechselwirkung.
[0109] Ausgehend von der dargestellten diskreten Verteilung in Fig. 1C erfolgt beispielsweise
ein Anpassen des Volumenstroms Q
2 der zweiten Lüftungseinheit im Zuge des Steuerns der Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich direkt auf einen der Werte λ
3 bis λ
5, da diese gemäß erster Wechselwirkungsfunktion eine entsprechende Änderung der zu
steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich erwarten lassen. Dagegen würde ein Anpassen auf einen der Werte
λ
1 oder λ
2 eher ausscheiden.
[0110] Die erste Wechselwirkungsfunktion g
12 basiert dabei auf dem exemplarischen Verlauf der ersten Wechselwirkungsfunktion f
12 aus Fig. 1A für den Fall K
1=C, wobei für Werte von f
12(K
1=C), die oberhalb des in Fig. 1A dargestellten Grenzwertes F
12 liegen, der ersten Wechselwirkungsfunktion g
12 der Wert "1" zugeordnet wird, wohingegen für Werte, die unterhalb des Grenzwertes
F
12 liegen, der ersten Wechselwirkungsfunktion g
12 der Wert "0" zugeordnet wird.
[0111] Die diskret verteilte erste Wechselwirkungsfunktion g
12 enthält im Vergleich zu den übrigen Wechselwirkungsfunktionen in den Fig. 1A, 1B
und 1D eine geringe Menge an Informationen hinsichtlich der Wechselwirkung, zeichnet
sich aber durch eine gute Übersichtlichkeit und einen geringeren Speicherplatz beim
Speichern in einer Speichervorrichtung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingerichteten Steuervorrichtung aus.
[0112] Fig. 1D zeigt ein Beispiel einer weiteren ersten Wechselwirkungsfunktion h
12, dargestellt als Kennfeld über die zu steuernde Luftkenngröße K
1 und den Volumenstrom Q
2 der zweiten Lüftungseinheit.
[0113] Im Gegensatz zu der in Fig. 1B dargestellten Wechselwirkungsfunktion erfolgt die
Darstellung als Kennfeld in Fig. 1D als Fläche, deren Höhe über einem durch Werte
von K
1 und Q
2 festgelegten Fußpunkt ein Maß für die Änderung der zu steuernden Luftkenngröße durch
einen Betrieb der zweiten Lüftungseinheit angibt. Auf diese Weise kann für jede beliebige
Konstellation aus K
1 und Q
2 direkt ein zugehöriger Wert der Wechselwirkungsfunktion h
12 angeben werden.
[0114] Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer weiteren ersten Wechselwirkungsfunktion f
12, die im Gegensatz zu den Wechselwirkungsfunktionen aus den Fig. 1A bis 1D nicht von
dem Volumenstrom der zweiten Lüftungseinheit, sondern von einem aktuellen Wert eines
Betriebszustandes B
2 (als Betriebsparameter) der zweiten Lüftungseinheit abhängt, beispielsweise für einen
Fall, in dem ein Volumenstrom der zweiten Lüftungseinheit nicht einstellbar ist, sondern
konstant auf einem Nennwert bleibt.
[0115] Der Betriebszustand B
2 gibt hierbei an, ob die zweite Lüftungseinheit eingeschaltet ist (Wert "1") und ein
Luftstrom in den zweiten Teilbereich eingeleitet wird, oder ob die zweite Lüftungseinheit
ausgeschaltet ist (Wert "0").
[0116] Fig. 3A zeigt einen exemplarischen Zeitverlauf einer Luftkenngröße L
1 im ersten Teilbereich über die Zeit t als Reaktion auf ein Anpassen des Volumenstroms
Q
2 der zweiten Lüftungseinheit vom Wert 0 auf den Wert λ, der zum Ermitteln der ersten
Wechselwirkungsfunktion eingesetzt werden kann.
[0117] Bei der Luftkenngröße L
1 handelt es sich um eine zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion ausgewählte
Luftkenngröße, die wahlweise auch der zu steuernden Luftkenngröße entsprechen kann.
[0118] Zum Zeitpunkt to erfolgt ein Einschalten der zweiten Lüftungseinheit und ein Anpassen
des Volumenstroms Q
2 des durch die zweite Lüftungseinheit in den zweiten Teilbereich eingeleiteten Luftstrom
sauf den Wert λ>0.
[0119] Als Reaktion auf den aufgenommenen Betreib der zweiten Lüftungseinheit, sinkt die
Luftkenngröße L
1 ausgehend vom anfänglichen Wert L
1(t=t
0) über einen Zeitraum T auf einen stationären Wert L
1.
[0120] Der anfängliche Wert L
1(t=t
0) kann dabei beispielsweise einem durch einen stationären Betreib der ersten Lüftungseinheit
bedingten stationären Wert entsprechen, der durch die Unterstützung durch den Betreib
der zweiten Lüftungseinheit zusätzlich gesenkt werden kann.
[0121] Zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion können nun diverse Relationen und
Größen aus dem gezeigten Zeitverlauf verwendet werden. So kann ein Ausmaß für die
Wechselwirkung bei einem Volumenstrom Q
2=λ, beispielsweise basierend auf der Zeit T zum Erreichen des stationären Zustands
L
1, basierend auf der Differenz L
1(t=t
0)-L
1 oder basierend auf der schraffiert dargestellten Fläche bestimmt werden, die dem
Integral I gemäß Gleichung 1 entspricht.

[0122] Fig. 3B zeigt einen exemplarischen Zeitverlauf einer zeitlichen Änderungsrate dL
1/dt der Luftkenngröße L
1 im ersten Teilbereich über die Zeit t als Reaktion auf ein Anpassen des Volumenstroms
Q
2 der zweiten Lüftungseinheit vom Wert 0 auf den Wert λ, der zum Ermitteln der ersten
Wechselwirkungsfunktion eingesetzt werden kann, wobei der gezeigte Verlauf der zeitlichen
Ableitungen des Verlaufs der Luftkenngröße L
1 aus Fig. 3A entspricht.
[0123] Die zeitliche Änderungsrate dL
1/dt sinkt ausgehend vom Wert 0 bis zum Extremwert min(dL
1/dt), der einem lokalen Minimum entspricht, ab und nähert sich anschließend wieder
dem Wert 0 an, womit der in Fig. 3A gezeigte stationäre Zustand mit dem Wert L
1 erreicht wird.
[0124] Zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion kann alternativ oder zusätzlich
zu den aus dem Zeitverlauf aus Fig. 3A zu entnehmenden Relationen und Größen auch
der Extremwert min(dL
1/dt) verwendet werden, der Aufschluss darüber gibt, welche betragsmäßig maximalen
Änderungsraten durch den Betrieb der zweiten Lüftungseinheit erreicht werden können.
[0125] Fig. 4A zeigt zwei exemplarische Zeitverläufe der zu steuernden Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich, die die Fälle eines stationären Betriebs der ersten Lüftungseinheit
mit einem Volumenstrom Qi=v zum einen mit und zum anderen ohne Unterstützung durch
die zweite Lüftungseinheit beschreiben.
[0126] Im Falle der abgeschalteten zweiten Lüftungseinheit (Q
2=0) erreicht die zu steuernde Luftkenngröße K
1 lediglich einen vergleichsweise höheren stationären Wert K
1 als im Falle mit Unterstützung durch die zweite Lüftungseinheit (Q
2=λ). Mithin liegt also eine signifikante Änderung der zu steuernden Luftkenngröße
K
1 durch den Betreib der zweiten Lüftungseinheit vor, die durch eine erste Wechselwirkungsfunktion
im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden kann.
[0127] Unter Verwendung besagter erster Wechselwirkungsfunktion kann ein besonders effizientes
Steuern der Luftkenngröße K
1 umgesetzt werden, für das ein exemplarischer Zeitverlauf in Fig. 4B dargestellt ist,
bei dem die Luftkenngröße K
1 den stationären Wert K
1(Q
2=0) als Soll-Wert erreichen soll und die erste Lüftungseinheit konstant bei einem
Volumenstrom Q
1=v betrieben wird.
[0128] Ausgehend vom anfänglichen Ist-Wert K
1(t=t
0) wird zum Zeitpunkt t=to der Volumenstrom Q
2 der zweiten Lüftungseinheit auf den Wert λ angepasst und zum Zeitpunkt t=ti wieder
auf den Wert 0 zurückgesetzt. Durch das Anpassen des Volumenstroms Q
2 der zweiten Lüftungseinheit wird dabei im Vergleich zum ebenfalls dargestellten Fall
bei konstant abgeschalteter zweiter Lüftungseinheit (Q
2(t)=0) der Soll-Wert wesentlich schneller erreicht. Die zweite Lüftungseinheit wird
somit in vorteilhafter Weise unter Ausnutzung der ersten Wechselwirkungsfunktion zum
Steuern der Luftkenngröße K
1 im ersten Teilbereich genutzt.
[0129] Fig. 5 zeigt ein exemplarisches Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens
gemäß des ersten Aspekts der Erfindung mit den Schritten S1 bis S8, wobei das Verfahren
im Sinne eines Regelungsverfahrens aufgebaut ist und die zu steuernde Luftkenngröße
im ersten Teilbereich damit einer zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich
entspricht.
[0130] In Schritt S1 werden eine erste Lüftungseinheit zum Einleiten eines ersten Luftstroms
in einen ersten Teilbereich eines Raumes und eine zweite Lüftungseinheit zum Einleiten
eines zweiten Luftstroms in einen zweiten Teilbereich des Raumes bereitgestellt.
[0131] Die Einleitung der jeweiligen Luftströme erfolgt dabei im Hinblick auf eine zu steuernde
Luftkenngröße der Luft innerhalb des Raumes, insbesondere im ersten Teilbereich, durch
Anpassung von einem oder mehreren Betriebsparametern der Lüftungseinheiten.
[0132] In Schritt S2 wird eine erste Wechselwirkungsfunktion ermittelt und anschließend
bereitgestellt, wobei die erste Wechselwirkungsfunktion eine Änderung der zu steuernden
bzw. der in diesem Fall zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich in Abhängigkeit
von zumindest einem Betriebsparameter der zweiten Lüftungseinheit beschreibt.
[0133] Auf diese Weise werden dem erfindungsgemäßen Verfahren Informationen über ein Ausmaß
einer Wechselwirkung zwischen Änderungen der zu regelnden Luftkenngröße im ersten
Teilbereich und einem Betrieb der zweiten Lüftungseinheit bereitgestellt, womit ein
besonders effizientes Steuern der Luftkenngröße im ersten Teilbereich ermöglicht wird.
[0134] Die nachfolgenden Schritte S3 bis S8 bilden die eigentliche Regelung, bei der die
Anpassung von Stellgrößen zum Regeln der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich
unter Berücksichtigung einer Abweichung zwischen einem momentanen Ist-Wert und einem
vorgegebenen Soll-Wert der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich erfolgt.
[0135] In Schritt S3 wird ein Soll-Wert der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich
bereitgestellt.
[0136] In Schritt S4 wird ein Ist-Wert der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich
erfasst.
[0137] In Schritt S5 werden Ist-Wert und Soll-Wert der zu regelnden Luftkenngröße miteinander
verglichen, wobei im Falle einer Abweichung des Ist- vom Soll-Werts (unter Berücksichtigung
einer vorgegebenen Toleranz) Schritt S6 eingeleitet wird und im Falle keiner Abweichung
direkt zu Schritt S8 übergegangen wird.
[0138] In Schritt S6 erfolgt ein Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters der zweiten
Lüftungseinheit, der im zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel dem Volumenstrom des
durch die zweite Lüftungseinheit eingeleiteten Luftstroms entspricht, wobei das Anpassen
in Abhängigkeit der Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert sowie in Abhängigkeit der
ersten Wechselwirkungsfunktion erfolgt.
[0139] Nach Anpassen des Volumenstroms an der zweiten Lüftungseinheit wird in Schritt S7
ein neuer Ist-Wert der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich erfasst, der
im Zuge einer Wiederholung des Schrittes S5 mit dem bereitgestellten Soll-Wert verglichen
wird.
[0140] Sollte immer noch eine Abweichung vorhanden sein, werden die Schritte S6 bis S7 wiederholt,
bis der Ist-Wert unter Berücksichtigung der vorgegebenen Toleranz dem Soll-Wert entspricht,
woraufhin Schritt S8 folgt, im Zuge dessen ein wiederholtes Erfassen von Ist-Werten
der zu regelnden Luftkenngröße im ersten Teilbereich in regelmäßigen Zeitabständen
erfolgt.
[0141] Ausgehend von den erfassten Ist-Werten findet dabei eine Wiederholung der Schritte
S5 bis S8 gemäß des in Fig. 5 dargestellten Ablaufdiagramms statt.
[0142] Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Systems gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung
mit einer ersten Lüftungseinheit 11 und einer zweiten Lüftungseinheit 12, die jeweils
zum Einleiten eines Luftstroms in den ersten Teilbereich 101 und in den zweiten Teilbereich
102 eingerichtet sind.
[0143] Die Teilbereiche 101, 102 grenzen hierbei nicht direkt aneinander und sin in an unterschiedlichen
Positionen innerhalb des Raumes 100 angeordnet.
[0144] Die zweite Lüftungseinheit umfasst hierbei eine (nicht gezeigte) Steuervorrichtung,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom des
Luftstroms der zweiten Lüftungseinheit 12 in Abhängigkeit einer in einer Speichervorrichtung
der Steuervorrichtung bereitgestellten ersten Wechselwirkungsfunktion, die eine Änderung
einer zu steuernden Luftkenngröße im ersten Teilbereich 101 in Abhängigkeit des Volumenstroms
der zweiten Lüftungseinheit (12) beschreibt, anzupassen.
[0145] Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems gemäß des zweiten Aspekts
der Erfindung mit einer Vielzahl von Lüftungseinheiten 10, die in oder an einem Raum
100 angeordnet sind und jeweils dazu eingerichtet sind, einen jeweiligen Luftstrom
in jeweilige Teilbereiche (nicht dargestellt) des Raumes 100 einzuleiten.
[0146] Die Lüftungseinheiten 10 können beliebig ausgestaltet sein. So handelt es sich bei
Lüftungseinheit 13 um eine Lüftungseinheit, die im Frischluftmodus betrieben wird
und ihren Luftstrom aus Luft von außerhalb des Raumes erzeugt.
[0147] Die übrigen Lüftungseinheiten 10 sind als mobile Lüftungseinheiten ausgeführt, die
beliebig im Raum platziert werden können und ihren Luftstrom aus Luft aus dem Raum
100, also nicht mit Frischluft, erzeugen.
[0148] Der Raum 100 umfasst mehrere Tischgruppen 110, die die Luftströme der einzelnen Lüftungseinheiten
unter Umständen ablenken und/oder blockieren können und so eine besondere Herausforderung
im Zuge eines Steuerns einer Luftkenngröße im Raum 100 oder in Teilbereichen des Raums
100 darstellen.
[0149] Die außerhalb des Raumes angeordnete Lüftungseinheit 14 leitet einen Luftstrom in
den Raum 100 durch eine entsprechende Öffnung ein und umfasst eine (nicht gezeigte)
Steuervorrichtung, die mit der Vielzahl von Lüftungseinheiten 10 über ein Netzwerk
aus drahtlosen Verbindungen 30 gekoppelt ist. Ein von der Steuervorrichtung ausgehender
Steuerbefehl wird dabei über die als Knotenpunkte fungierenden Lüftungseinheiten 10
über die drahtlosen Verbindungen 30 zur gewünschten Lüftungseinheit übertragen.
[0150] Die Steuervorrichtung ist dabei dazu eingerichtet, einen Volumenstrom einer beliebigen
Lüftungseinheit 10 der Vielzahl von Lüftungseinheiten 10 in Abhängigkeit einer in
einer Speichervorrichtung der Steuervorrichtung bereitgestellten ersten Wechselwirkungsfunktion,
die eine Änderung einer zu steuernden Luftkenngröße in einem einer anderen Lüftungseinheit
10 zugeordneten Teilbereich des Raumes 100 in Abhängigkeit des Volumenstroms der beliebigen
Lüftungseinheit 10 beschreibt, anzupassen, um so ein besonders effizientes Steuern
einer Luftkenngröße in dem zugeordneten Teilbereich bereitzustellen.
[0151] Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile
detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
[0152] Es wird erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf
die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt
ist. Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele,
insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder
mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges
der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.
Liste der Bezugs- und Formelzeichen
[0153]
- 10
- Lüftungseinheit
- 11
- erste Lüftungseinheit
- 12
- zweite Lüftungseinheit
- 13
- Lüftungseinheit im Frischluftmodus
- 14
- außerhalb des Raums angeordnete Lüftungseinheit
- 30
- drahtlose Verbindung
- 100
- Raum
- 101
- erster Teilbereich
- 102
- zweiter Teilbereich
- 110
- Tischgruppe
- B2
- Betriebszustand der zweiten Lüftungseinheit
- K1
- zu steuernde Luftkenngröße im ersten Teilbereich
- L1
- zum Ermitteln der Wechselwirkungsfunktion ausgewählte Luftkenngröße im ersten Teilbereich
- Q1
- Volumenstrom der ersten Lüftungseinheit
- Q2
- Volumenstrom der zweiten Lüftungseinheit
- Si
- Verfahrensschritte
- f12; g12; h12
- erste Wechselwirkungsfunktion
- t
- Zeit
1. Verfahren zum Steuern einer Luftkenngröße innerhalb eines Raumes (100) mittels einer
Vielzahl von Lüftungseinheiten (10, 11, 12), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Bereitstellen zumindest einer ersten Lüftungseinheit (11), die zum Einleiten eines
ersten Luftstroms in einen ersten Teilbereich (101) des Raumes (100) eingerichtet
ist, und einer zweiten Lüftungseinheit (12), die zum Einleiten eines zweiten Luftstroms
in einen zweiten Teilbereich (102) des Raumes (100) eingerichtet ist;
- Steuern einer Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) des Raumes (100) durch ein Anpassen von zumindest einem
Betriebsparameter (B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12);
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
- Bereitstellen einer ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12), die eine Änderung der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) in Abhängigkeit des zumindest einen Betriebsparameters
(B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12) beschreibt;
und das Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters (B
2; Q
2) der zweiten Lüftungseinheit (12) zum Steuern der Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) in Abhängigkeit der bereitgestellten ersten Wechselwirkungsfunktion
(f
12; g
12; h
12) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) ferner die Teilschritte
- Vorgeben eines Soll-Wertes der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101); und
- Erfassen eines Ist-Wertes der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101);
umfasst, und das Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters (B
2; Q
2) der zweiten Lüftungseinheit (12) zum Steuern der Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) zusätzlich in Abhängigkeit des vorgegebenen Soll-Wertes
und des erfassten Ist-Wertes erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) unter der Maßgabe eines oder einer Kombination mehrerer
der folgenden Ziele erfolgt:
- Minimierung einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der zu steuernden
Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101);
- Minimierung einer Dauer zum Erreichen eines Minimums der Abweichung zwischen dem
Ist-Wert und dem Soll-Wert der zu steuernden Luftkenngröße (K1);
- Minimierung einer Betriebslautstärke der ersten und/oder der zweiten Lüftungseinheit
(12);
- Maximierung einer Lebensdauer von Teilen der ersten und/oder der zweiten Lüftungseinheit
(12), insbesondere von Verschleißteilen.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Steuerns der Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) zusätzlich durch Anpassen zumindest eines Betriebsparameters
der ersten Lüftungseinheit (11) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bereitstellens der ersten Wechselwirkungsfunktion (f
12; g
12; h
12) den Schritt Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion (f
12; g
12; h
12) mit den folgenden Teilschritten umfasst:
- Erfassen eines anfänglichen Wertes einer zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
(f12; g12; h12) ausgewählten Luftkenngröße (Li) im ersten Teilbereich (101) zu einem ersten Zeitpunkt;
- Einleiten des zweiten Luftstroms durch die zweite Lüftungseinheit (12);
- Erfassen eines weiteren Wertes der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion
(f12; g12; h12) ausgewählten Luftkenngröße (Li) im ersten Teilbereich (101) zu einem weiteren, späteren
Zeitpunkt;
- Bestimmen der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) auf Basis des erfassten anfänglichen und des erfassten weiteren Wertes der zum Ermitteln
der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) ausgewählten Luftkenngröße (Li) im ersten Teilbereich (101);
wobei es sich bei der zum Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion (f
12; g
12; h
12) ausgewählten Luftkenngröße (Li) im ersten Teilbereich (101) insbesondere um die
zu steuernden Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) handelt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) weiterhin ein Erfassen eines zeitlichen Werteverlauf der um Ermitteln der ersten
Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) ausgewählten Luftkenngröße (Li) im ersten Teilbereich (101) umfasst, und dass der
Teilschritt des Bestimmens der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) zusätzlich auf Basis des erfassten zeitlichen Werteverlaufs erfolgt, insbesondere
auf Basis eines integralen Mittels und/oder auf Basis eines Extremwertes einer Änderungsrate
des erfassten zeitlichen Werteverlaufs.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) weiterhin ein Bereitstellen des zumindest einen Betriebsparameters (B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12) und wahlweise ein Bereitstellen des zumindest einen
Betriebsparameters der ersten Lüftungseinheit (11) umfasst, und dass der Teilschritt
des Bestimmens der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) zusätzlich auf Basis des bereitgestellten Betriebsparameters oder der bereitgestellten
Betriebsparameter erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der ersten Wechselwirkungsfunktion bei abgeschalteter erster Lüftungseinheit
(11) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert der ersten Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) zumindest in einem ersten oder in einem zweiten Wertebereich liegen kann, und im
Schritt des Steuerns der Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) ein Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters
(B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12) und/oder ein Einschalten der zweiten Lüftungseinheit
(12) erfolgt, falls der Wert der Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) im ersten Wertebereich liegt und ein Wert der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) einen ersten Grenzwert überschreitet, und/oder falls
der Wert der Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) im zweiten Wertebereich liegt und der Wert der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) einen zweiten Grenzwert überschreitet.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zu steuernde Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) eine der folgenden Größen ist:
- eine Konzentration oder eine Menge von flüchtigen organischen Verbindungen;
- eine Konzentration oder eine Menge von Kohlenstoffdioxid;
- eine Konzentration oder eine Menge von Sauerstoff;
- eine Konzentration oder eine Menge von Aerosolen;
- eine Größe oder eine Konzentration oder eine Menge von Feststoffpartikeln;
- eine Lufttemperatur;
- eine Luftfeuchtigkeit.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellte erste Wechselwirkungsfunktion (f12; g12; h12) während des Steuerns der Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) in zeitlichen Abständen aktualisiert wird, insbesondere
in periodischen Zeitabständen oder kontinuierlich.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste oder die zweite Lüftungseinheit (11; 12) in einem Quellluftmodus
betrieben wird, in dem das Einleiten des jeweiligen Luftstroms unter der Maßgabe erfolgt,
einen an eine Bodenfläche des Raumes (100) angrenzenden Frischluftsee zu bilden, wobei
Werte der zu steuernden Luftkenngröße (K1) im ersten Teilbereich (101) von zumindest einer Erfassungsvorrichtung der ersten
Lüftungseinheit (11) erfasst werden, die in einem unteren Bereich der ersten Lüftungseinheit
(11) angeordnet ist, wobei der untere Bereich an die Bodenfläche angrenzt oder dieser
zugewandt ist, derart, dass die Erfassungsvorrichtung ein Vorliegen eines Frischluftsees
erfassen kann.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich den Schritt Erfassen von Raumdaten umfasst, und der Schritt
des Steuerns der Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Raumdaten erfolgt,
wobei die Raumdaten eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:
- eine Anzahl von sich innerhalb des Raumes (100) aufhaltenden Personen;
- eine Position und/oder eine Bewegung von zumindest einer sich innerhalb des Raumes
(100) aufhaltenden Person;
- eine räumliche Distanz von Aufstellorten der ersten und der zweiten Lüftungseinheit
(12);
- Abmessungen des Raumes (100).
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin die Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer zweiten Wechselwirkungsfunktion, die eine Änderung einer zu
steuernden Luftkenngröße im zweiten Teilbereich (102) des Raumes (100) in Abhängigkeit
des zumindest einen Betriebsparameters der ersten Lüftungseinheit (11) beschreibt;
- Steuern der Luftkenngröße im zweiten Teilbereich (102) des Raumes (100) durch ein
Anpassen des zumindest einen Betriebsparameters der ersten Lüftungseinheit (11) und/oder
des zumindest einen Betriebsparameters (B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12) in Abhängigkeit der bereitgestellten zweiten Wechselwirkungsfunktion.
15. System zum Steuern einer Luftkenngröße (K
1) innerhalb eines Raumes (100), umfassend:
- zumindest eine erste Lüftungseinheit (11), die eingerichtet ist, einen ersten Luftstrom
in einen ersten Teilbereich (101) des Raums einzuleiten, und eine zweite Lüftungseinheit
(12), die eingerichtet ist, einen zweiten Luftstrom in einen zweiten Teilbereich (102)
des Raumes (100) einzuleiten;
- eine zumindest mit der zweiten Lüftungseinheit (12) gekoppelte Steuervorrichtung,
die dazu eingerichtet ist, über Steuerbefehle zumindest einen Betriebsparameter (B2; Q2) der zweiten Lüftungseinheit (12) anzupassen und damit eine zu steuernde Luftkenngröße
(K1) im ersten Teilbereich (101) des Raumes (100) zu steuern;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuervorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Betriebsparameter
(B
2; Q
2) der zweiten Lüftungseinheit (12) in Abhängigkeit einer in einer Speichervorrichtung
der Steuervorrichtung bereitgestellten ersten Wechselwirkungsfunktion (f
12; g
12; h
12), die eine Änderung der zu steuernden Luftkenngröße (K
1) im ersten Teilbereich (101) in Abhängigkeit des zumindest einen Betriebsparameters
(B
2; Q
2) der zweiten Lüftungseinheit (12) beschreibt, anzupassen.