用于建筑物楼层的空气调节的制作方法

本发明涉及一种用于建筑物楼层的空调设施、一种配设有所述空调设施的建筑物以及一种空气调节方法。

背景技术：

在本发明中，空间的、建筑物的或楼层的“空气调节”理解为室内空气的期望的环境条件的建立，即一方面所述室内空气的温度(加热/冷却)和另一方面空气质量，即尤其湿度以及其他物质的含量，例如氧含量、CO2含量、有气味物质含量、灰尘含量、花粉浓度等。

常规地，在高层建筑、即在具有多个楼层的建筑物中的空间的空气调节经由中央空气调节装置进行。新鲜空气被中央地、例如经由在建筑物的顶板上的设施抽吸、过滤、除湿、调温并且随后经由在井道中伸展的空气通道分配到建筑物的多个楼层中。由此，一方面调温以及另一方面空气预处理共同经由穿过井道引向楼层的空气通道来进行。然而，该供给方式的空间需求是极大的，以至于由此丧失大的建筑物的可供自由利用的直至15％或甚至20％的面积。

通常已知的是借助于空调天花板进行室内调温。

例如，DE 100 43 968 A1说明一种用于室内空气调节的方法，室内具有在室内天花板上隔开地设置的、空气可透过的、然而封闭地构成的空调天花板，其中在所述空调天花板的背离室内的一侧上借助于贴靠在空调天花板上的、水穿流的、具有管路的换热器能够将热流输入室内或从所述室内引出。

DE 10 2011 084 423 A1说明一种具有室内天花板和设置在室内天花板之下的冷却天花板的建筑物。在冷却天花板和室内天花板之间存在天花板中间空间。冷却天花板具有板状的天花板元件和与其导热地接触的换热器元件，所述换热器元件可由载热介质穿流。借助于平面的室内限界元件对天花板中间空间限界，由此可产生从一个开口到另一开口的定向的空气流。

DE 195 09 312 A1说明一种用于室内冷却的方法，所述方法借助于换热器并且借助于由两个隔板分开地构成的空气穿流路径。被冷却的室内空气通过自循环穿过向下引导的竖井下降。空气排出开口主要位于地板之上。通过较冷的空气从相对置的空气排出开口附加地排出和/或室内空气由冷却对流器冷却，由于在地板区域中的互相碰撞的室内空气流，保持小的室内空气速度。

在DE 44 03 528 A1中说明一种用于借助于悬挂的冷却天花板元件的进行室内冷却的方法。在建筑体和冷却天花板的绝热装置之间的中间空间可由室内空气穿流，以通过对流和辐射进行附加的冷却负荷输出。

DE 10 2011 108 090 A1说明一种冷却系统，其中要冷却的室内空气经由制冷用大容量储存器的表面、例如混凝土天花板的表面引导，所述表面借助于用于引导水的管道冷却。由大容量储存器冷却的空气流入大容量储存器和绝热件之间的空腔中并且有针对性地经由通风通道和空气出口输出到绝热层下方的空间中。

为了建筑物的通风，US 4,535,684 A说明一种具有新鲜空气入口和新鲜空气管路的通风系统，所述新鲜空气入口和新鲜空气管路设置在竖直的空心壁的下侧上。新鲜空气管路包括多个新鲜空气出口，以便将新鲜空气输送到室内。用于不新鲜的空气的多个入口设置在天花板上。排气管路设置在天花板和竖直的壁中并且与排气出口耦联。

技术实现要素：

能够视为本发明的目的的是，提出一种空气调节设施、一种装配有所述空气调节设施的建筑物和一种空气调节法，其借助于尽可能少的能量耗费和可利用的面积的尽可能少的损失来实现良好的空气调节。

所述目的通过一种用于建筑物楼层的空气调节设施、一种具有所述空气调节设施的建筑物和一种用于对建筑物楼层中的空间进行空气调节的方法来实现。所述空调设施具有：用于室温调节的天花板调温设备，其中所述天花板调温设备至少具有设置在室内天花板上的调温元件和用于调温介质的支流；以及通风设备，所述通风设备至少包括用于抽吸外部空气的空气入口和远离所述空气入口设置的、用于将空气输出到外部的空气出口，其中在所述空气入口处设有至少一个入口换热器以及在所述空气出口处设有至少一个出口换热器，并且其中所述入口换热器和所述出口换热器经由用于交换介质的管路彼此耦联，以进行换热。所述建筑物具有至少两个楼层，所述两个楼层分别具有根据上述空调设施，其中每个空调设施的空气入口和空气出口设置在相应的楼层的外壁上。在用于对建筑物楼层中的空间进行空气调节的方法中，通过将调温介质输入天花板调温设备，对室内空气进行调温，以及通过通风设备进行新鲜空气的输入和排气的输出，所述通风设备具有至少一个空气入口和远离所述空气入口设置的空气出口，其中经由通过管路引导的交换介质进行在所述空气入口处的入口换热器和在所述空气出口处的出口换热器之间的热传递。关于本发明的有利的实施方式在下文中阐述。

根据本发明的空气调节设施一方面包括用于室温调节的天花板调温设备以及另一方面包括通风设备，所述通风设备具有空气入口和远离其设置的空气出口。在此，空气调节设施设计用于一个楼层，以至于所有提到的元件优选设置在建筑物的同一楼层上。

天花板调温设备也能够称作空调天花板。所述空调天花板以本身已知的方式至少包括用于设置在室内天花板上的调温元件以及用于至调温元件的调温介质的支流。根据空气调节方面和季节上的要求，天花板调温设备用于加热、即将热量输入室内，同样地用于冷却、即将热量从室内引出。调温元件例如能够是顶面元件，例如在导热型材中的铜管、塑料管或毛细管管垫，所述顶面元件在其表面上输出或吸收热量。以本身已知的方式，调温元件连接到优选液态的调温介质的管路上。借助于调温介质输入热量以加热或引出热量以冷却。

调温介质优选以适合的调温，即尤其以调温设备的分别匹配的始流温度输入，所述调温设备尤其是加热设备/冷却设备。所述调温设备能够位于与调温元件相同的楼层上。然而，优选地，调温设备也能够供给整个建筑物或至少多个楼层，其中与常规的空气通道相比用于液态的调温介质所需的管路需要明显更少的空间。

根据本发明提出的通风设备包括至少一个空气入口和远离其设置的空气出口，在所述空气入口处抽吸外部空气以及在所述空气出口处将空气向外输出。空气入口和空气出口在此彼此远离地设置，使得排除短路，即重新抽吸被排出的空气。为此所需的距离能够根据在具体情况下存在的条件而变化。优选地，在入口开口和出口开口之间的间距例如为至少5米。优选地，入口和出口位于相同的高度，即在同一楼层。在此，在侧面的间距足够的情况下，入口和出口原则上朝向相同的建筑物侧。优选地，入口和出口朝向不同的建筑物侧，特别优选地，所述入口和出口相对置地设置。

根据本发明，在空气入口处设有至少一个入口换热器以及在空气出口处设有至少一个出口换热器。入口换热器和出口换热器借助于交换介质、优选液态的热介质运行。在此，根据本发明，入口换热器和出口换热器经由用于交换介质的管路彼此耦联以进行换热。

通过将换热器经由交换介质耦联能够显著地降低能量损耗，尤其在被空气调节的室内空气和外部空气之间的温度差明显时可能出现所述能量损耗。在冷却情况下，代替排放被冷却的室内空气能够利用被冷却的排气，以便已经引起被抽吸的新鲜空气的预先冷却。同样，在加热的情况下，热的排气能够用于加热被抽吸的新鲜空气。

由此，经由交换介质的热耦联，实现在根据本发明将入口和出口远离地设置时的良好的能效。这尤其适用于以楼层方式进行通风，特别适用于相对置地设置在建筑物上的空气入口和空气出口。

在空气入口处能够设有用于对被抽吸的新鲜空气进行预处理和空气调节的不同的设备，例如泵或压缩机、过滤器、加热和/或冷却设备、加湿器和/或除湿器等。

根据本发明的一个改进方案，在空气入口处能够设有进气换热器和再调温换热器。在此优选地，进气换热器在空气流中设置在再调温换热器上游。进气换热器和再调温换热器优选借助于液态的交换介质运行。在此，在优选的实施方式中，进气换热器和再调温换热器经由交换介质彼此耦联，以进行换热。这已被证实为在下述情况下特别有利的，即如果输入的空气例如为了干燥或进行其他空气调节在进气换热器和再调温换热器之间被冷却或加热，那么所述输入的空气在穿过空气入口时温度明显改变。例如，借助于优选的耦联能够利用在输入到进气换热器中的新鲜空气中包含的热量，以便将空气流在此期间冷却之后再次加热以达到除湿的目的。

在空气入口处优选设有用于空气流的干燥换热器。优选地，这通过借助于冷却介质冷却在干燥换热器中的空气流来实现。特别优选地，干燥换热器在空气流中设置在进气换热器和再调温换热器之间。

在不同的换热器中，优选使用液态的冷却介质，典型地使用水。以本身已知的方式，在这种换热器中介质通过管路被引导，其中空气流与管路的外侧接触。在一个特别优选的实施方案中，换热器中的至少一个包括多个塑料毛细管路，所述塑料毛细管路用于引导相应的交换介质。优选地，交换介质在多个非常薄的管路中被引导，所述管路由塑料材料、例如PP(聚丙烯)材料构成。例如，所述毛细管路能够作为管束设置在通道之内，其由空气流穿流。所述管束能够在通道之内例如以螺旋形伸展。这种毛细管路换热器在可能的污染方面显示出特别有利的特性，所述污染能够由空气流引入，尽管之前经过过滤。塑料毛细管换热器能耐腐蚀地、价格便宜地制造且寿命长。

优选地，在建筑物楼层之内进气和排气通过优选在天花板区域中的适合的管路，即空气引导通道，进行引导。因此，空气入口能够与到至少一个室内出口、优选到多个室内出口的第一空气引导装置连接。同样，空气出口与到至少一个室内入口、优选到多个室内入口的第二空气引导装置连接。在楼层之内的不同的空间于是能够分别具有至少一个室内入口和室内出口，所述室内入口和室内出口经由第一和第二空气引导装置与相应的楼层的空气入口或空气出口耦联。因此，实现在楼层的空间之内的空气的适合的分配。

根据本发明的建筑物包括至少两个楼层、通常然而包括明显更多个楼层，例如四个楼层或更多个楼层，优选八个楼层或更多个楼层，其中高层建筑物也能够相应地配有明显更多数量的楼层。在此，至少两个楼层、优选更多个楼层或所有楼层分别装配有如上文所描述的空气调节设施。每个空调设施的空气入口和空气出口设置在相应的楼层的外壁中。因此，优选进行以楼层方式的通风。在与空调天花板的组合中，用于空气调节所需的空气体积流小，因为空气供应不用于室内调温。调温能够大部分地，直至几乎完全地由空调天花板承担。由此，不需要在楼层之间的大体积的通道。

然而，如上文已经说明的，在楼层之间完全能够设有用于天花板调温设备的调温介质的管路。由此，特别优选的是，在以楼层方式进行通风的情况下对建筑物进行中央调温。

附图说明

在下文中，根据附图详细说明本发明的一个实施方式。其中示出：

图1示出具有多个楼层的建筑物的示意的横截面视图；

图2示出图1中的建筑物的楼层中的一个楼层的示意横截面视图，所述楼层具有天花板调温设备和通风设备；

图3示出图2中的通风设备的示意图，所述通风设备具有空气入口和空气出口。

具体实施方式

在图1中示例地示出具有五个楼层12的建筑物10，所述建筑物由楼层天花板14划分。建筑物10包括相对置的第一和第二建筑物立面24、26。

为了楼层12的在附图中未划分地示出的空间的调温，即根据外部温度冷却或加热，在每个楼层12中设有空调天花板16。

空调天花板16包括在楼层12之内在天花板侧设置的、在此仅示意示出的顶面元件22，所述顶面元件连接到管路上。通过管路引导的水用作调温介质。管路连接到竖直地在建筑物10中伸展的水管18上，所述水管与建筑物10的中央加热/冷却设施20连接。水管18在楼层12之间穿过楼层天花板14在适合的井道(未示出)中伸展。

建筑物10的中央加热/冷却设施20，在此示例地以设置在屋顶上的方式示出，将具有适合的始流温度的液态的冷却/加热介质通过管路18泵送至各个楼层12的空调天花板16。在此，实现在建筑物10的楼层12上的空间的调温，其中以本身已知的方式可通过局部的调节器、恒温器等调节分别期望的室内温度。

由此，建筑物10如现今尤其对于高层建筑物已知的那样使用中央加热/冷却设施，其中然而为了到所述中央设施20或来自所述中央设施20的热量分布，不需要在楼层12之间伸展的空气通道。用于容纳管路18的井道的尺寸能够相对地小，以至于在楼层12之内可供使用的自由的面积仅少量地减少。为了进行在建筑物内的空间中的顶面元件22的中央供应以进行室内调温，设有以楼层方式分离的通风设备30，所述通风设备分别完全地设置在楼层12之内并且没有由楼层天花板14中断。

如对于楼层12在图2中示意地示出的那样，每个通风设备30包括在第一建筑物侧24上的空气入口32和在相对置的第二建筑物侧26上的空气出口34。为此，在建筑物立面24、26中设有入口开口或出口开口36、38。外部的环境空气在入口开口36处通过空气入口32作为新鲜空气被抽吸，在下文中详细阐述所述空气入口的组成部分。排气在空气出口34处的相对置的侧上通过出口开口38再次向外输出，同样随后详细阐述所述空气出口的组成部分。整个通风设备30优选安装在楼层的悬挂的走廊天花板中。

空气入口32和空气出口34如在图2中示出的那样经由用于作为交换介质的水的管路40彼此热耦联。在下文中，鉴于图3阐述耦联的细节。

在楼层12的天花板区域中的输入的和被预处理的新鲜空气从空气入口32经由新鲜空气-空气通道42分配到各个空间中(在此未单独示出)，所述空气通道具有多个至各个空间中的空气出口44的输入装置(在此示意地直接在空气通道42上示出)。

来自室内的排气经由室内入口46和在楼层12的天花板区域中的排气通道48被引导至空气出口34。

在楼层12中的空间总是供给有新鲜空气，而不新鲜的室内空气被排出。在此，空气引导在楼层12之内在天花板区域中进行。通过入口开口36和出口开口38足够远地相隔地设置在建筑物10上，在此设置在相对置的建筑物立面24、26上，排除了空气短路。在此，空气入口32和空气出口34经由管路40彼此热耦联，使得如在下文中详细阐述的那样不仅在冷却情况下而且在加热情况下节约能量。

图3示意地示出通风设备30的结构，所述通风设备具有空气入口32和空气出口34。

空气入口32包括在建筑物壁中的入口开口36处的进气百叶窗、设置在其后方的防鸟格栅和其后方的进气过滤器50，在所述进气过滤器中机械地过滤流入的外部的环境空气。这样被过滤的空气相继流过进气换热器52、入口换热器54、干燥换热器56和再调温换热器58。在随后的另一空气流中，液滴分离器60首先设置在鼓风机62上游，所述鼓风机将被预处理的进气经由空气通道42输送至室内出口44。

在空气出口34处，将来自空气入口46通过空气通道48流入的空气通过鼓风机64、排气过滤器66和出口换热器68输送至出口开口38，在所述出口开口处还设有液滴分离器、防鸟格栅和排气百叶窗。

在示出的示例中，在空气入口32中的流入的环境空气的预处理尤其通过干燥换热器56来进行。所述干燥换热器借助于冷却介质运行，所述冷却介质由冷却设备70或从中央供冷设施经由泵72输入。在干燥换热器56中，空气流被冷却至，使得其中包含的空气湿气能够大部分被冷凝并且导出，而依此将继续输送的空气流充分地除湿。

进气换热器52和再调温换热器58经由用于交换介质的管路74彼此热耦联，所述交换介质通过泵76输送。这用于将在干燥换热器56中冷却下来的空气在再调温换热器58中再次加热。为了限制为此的能量需求，通过流入的空气的进气换热器52提取热量，将其经由管路74传递到再调温换热器58并且在那里用于加热空气流。如果需要的话，例如当在进气换热器52处的流入的空气的温度不够时，也能够附加地由适合的加热设备进行在管路74之内的介质的加热(未示出)。

空气入口32和空气出口34如已经说明地，经由管路40彼此热耦联。在此，管路40将入口换热器54和出口换热器68耦联。交换介质，优选水，由泵78输送。入口换热器54与出口换热器58的热耦联不仅在加热情况下而且在冷却情况下减少能量需求，其中在加热情况下在出口换热器68中的排气吸收能量，所述能量用于在入口换热器54中的空气的预加热，以及在冷却情况下利用在出口换热器58中的流出的冷的空气，以便借助于热耦联引起在入口换热器54中的流入的空气的预冷却。

在通风设备30的运行中，由适合的传感器、尤其温度传感器(未示出)在空气流的不同的部位处以及必要时通过其他用于检测空气量、空气湿度等的传感器监控相应的运行状态。通过中央控制装置(未示出)调节通风设备30，所述控制装置与通风设备30的可控的部件耦联，即尤其与泵72、76、78，与冷却设备70，与鼓风机62、64以及与其他可选地存在的、例如用于附加的冷却、加热等的设备耦联。

例如对于冷却情况假设：在室内出口44处输入的新鲜空气应具有20摄氏度的温度和65％的湿度。示例地假设：在空气湿度为50％时，外部空气的温度为45度。为了除湿，在干燥换热器56中的输入的空气被冷却到12摄氏度，并且随后通过与进气换热器52热耦联的再加热换热器58被再加热到20摄氏度的期望的进气温度。通过借助于中央控制装置适当地调节可控的部件确保保持分别期望的温度。

在湿度为55％时，在室内入口46处抽吸的排气例如具有27摄氏度的温度。通过与入口换热器54的热耦联，将热量输给在出口换热器68中的排气，以至于最后向外输出的排气具有35摄氏度的温度和90％的湿度。由此，在入口换热器54中的输入的新鲜空气已经被预先冷却，以至于用于连接在下游的干燥换热器56的能量需求相应地减少。

在通风设备中使用的换热器能够，如用符号在示图中表明的那样，构成为毛细管换热器。在此，空气流过管道，在所述管道中多个塑料毛细管路以螺旋形伸展，交换介质被引导穿过所述塑料毛细管路。毛细管换热器特别适合于在空气流中的热交换，因为出现的污染可被轻易地去除。