DE102009042273A1

DE102009042273A1 - Luft-Wärmetauscher integriert in Wandisolation

Info

Publication number: DE102009042273A1
Application number: DE102009042273A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mielke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Luft-Wärmetauschereinheit, so aufgebaut, dass sie in die thermische Isolationshülle des Gebäudes integrierbar ist und die Doppelfunktion thermische Isolation und Luftaustausch gleichzeitig wahrnehmen kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Belüftung von Räumen, vorzugsweise Wohn- und Arbeitsräumen.
Häuser, besonders solche mit gut isolierten Wänden, benötigen einen regelmäßigen Austausch der Luft in den einzelnen Räumen. Es besteht sonst die Gefahr, dass z. B. die Luftfeuchtigkeit in den Innenräumen unzulässig hohe Werte annimmt. Schimmelbildung kann dann zu ernsten gesundheitlichen Problemen führen. Als Abhilfe wird regelmäßiges Lüften angesehen was aber besonders in der kälteren Jahreszeit zu merklichen Energieverlusten führt.
Stand der Technik ist es die Raum- und die Zuluft, wie z. B. in der DE 202 16 395 U1 beschrieben, über einen in diesem Fall an der Hauswand angebrachten Plattenwärmetauscher zu führen; in dem der Abluft zu einem hohen Teil die Wärme entzogen und auf die Zuluft übertragen wird. Nachteilig an dieser und anderen geeigneten Lösungen ist der Platzbedarf für das Gerät und die fallweise aufwendigen Leitungen.
Dieser Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde die Luft- und Wärmetauschereinheit in die Isolation der Gebäudehülle zu integrieren. Die thermische Isolation von Gebäudewänden besteht häufig aus über 100 mm dicken Platten gefertigt aus geschäumten Kunststoffen welche von außen auf die Hauswände aufgebracht werden. Diese Isolation soll durch Abänderung des inneren Aufbaus die Luft- und Wärmetauschereinheit ausbilden.
Dazu wird die Isolationsplatte parallel oder mit leichter Neigung zur isolierenden Wand aufgetrennt. In die so neu entstandenen Oberflächen wird bis auf einen mehr oder weniger breiten Rand eine Vertiefung von geeigneter Größe eingebracht. Nachdem ein dünnes Blech oder eine gut Wärme leitende Folie, die annähernd über die gesamte Plattenfläche reicht, zwischen die Platten gebracht wurde, werden diese miteinander und mit der Folie so verklebt, das wenigstens zwei durch die Folie getrennte Räume entstehen. Selbstverständlich können und das wird der Regelfall sein einzeln gefertigte Teile gleicher oder ähnlicher Geometrie zusammengebaut werden.
Beide Räume erhalten dann an jeweils gegenüberliegenden Seiten Öffnungen. über den einen Raum wird die Raumluft aus dem Gebäude abgeführt und über dem anderen die Frischluft ins Gebäude hineingebracht. Durch die Integration in die Hauswand besteht die Möglichkeit einzelne Wohnräume direkt zu versorgen, wodurch die Luftleitungen sehr kurz gehalten werden können.
Eine besonders wirkungsvolle Anordnung ergibt sich, wenn die beiden Kammer im Wärmetauscherelement leicht zu Wand geneigt angeordnet sind. Das erreicht man durch ein Ansteigen der Plattenstärke von einem Ende zum anderen und umgekehrt. Dort wo die warme Innenluft einströmt ist der Abstand der Doppelkammer zur Hauswand niedrig und dort wo die kalte Frischluft angesaugt wird ist die Isolationsschicht in Richtung der kalten Außenwandseite und bezogen auf die Doppelkammer niedrig. Grundsätzlich gilt, dass die Doppelkammer umso näher an die die Innenräume begrenzende Innenwand geführt wird, je höher die Temperaturen der Zu- und Abluft in den Kammern sind. Hierdurch werden die Wärmeverluste des Gebäudes verringert.
Die Folie, die die beiden Kammern voneinander trennt und die auch durch ein Blech dargestellt werden darf, kann, um die Fläche, durch die die Wärme ausgetauscht werden kann zu vergrößern, eine wellenförmige oder gefaltete Form erhalten, auch können Formen genutzt werden, die gleichzeitig gezielt die Turbulenz in der strömenden Luft verstärken.
Die vorstehende Beschreibung sollen die 1 und 2 weiter erläutern. 1 zeigt die Draufsicht auf das Wärmetauscherelement und zwar die Sichtseite. Die flächenmäßig größte Seite des Elementes, die Hauptfläche ist mit (1) bezeichnet. Die Hauptflächen der inneren Räume sowie die der Folie oder des Blechs liegen parallel zu dieser Fläche oder sind leicht geneigt dazu. Weiterhin skizziert sind die Ansaug- (2) und die Abluftöffnung (3) nach außen hin. 2 zeigt einen möglichen Querschnitt durch die Mitte des Elements entlang der Linie A-B. Die äußeren Hüllen des Elementes sind die aus einem thermisch isolierenden Material hergestellten Platten (4) und (5). Durch das zwischen diese beiden Teile eingelegte dünne Wellblech aus z. B. Aluminium (6) entstehen die beiden Luft führenden Kammern (7) und (8). Die Kammern (7) und (8) sind in ihrer Ausrichtung leicht geneigt zur Hauswand (9). Mit (10) ist die Trennlinie zwischen den die äußere Hülle bildenden Platten (4) und (5) bezeichnet.
Um ein Einfrieren des Wärmetauschers bei Außentemperaturen unter Null °C zu verhindern kann die Luftgeschwindigkeit über Ventilatoren in der Abluft so geregelt werden, dass sie vor Erreichen des Taupunkts die Umgebung erreicht. Die Austauschleistung selbst wird ebenfalls durch Ventilatoren im Zu- und Abluftstrang gesteuert.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist Übernahme des Luftaustauschs durch ein thermisch isolierendes Element der Gebäudewand bei weitgehender Beibehaltung der Isolationswirkung dieses Elementes. Der geringe Abfall der Isolationswirkung, durch die Tiefe der Kammern wird weitgehend kompensiert, wenn die Wand, welche die beiden Luftkammern trennt, durch eine Aluminiumfolie dargestellt wird, welche die Wärmestrahlung aus dem Gebäude heraus reflektiert.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die Anzahl der Kammern, durch die die Ab- und Zuluft geführt wird durch Parallelschaltung in bekannter Weise erhöht werden. So ergibt sich in einfacher Technik eine Verdoppelung der Wärmeaustauschfläche wenn statt einer Folie durch Einbringen von Distanzrahmen zwei mit Abstand zueinander verklebt werden. Die Warme Luft kann dann zwischen diesen beiden Folien geführt werden während die kalte Frischluft zwischen Folie und Schaumstoffummantelung geführt wird und umgekehrt. Lösungen mit mehr als drei Kammern können in analoger Weise aufgebaut werden. Darüber hinaus können die Kammern auch durch Stege unterteilt werden oder es können mehrere Kammersysteme in einer äußeren Hülle untergebracht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20216395 U1 [0003]

Claims

Lüftungseinheit zur Versorgung von Räumen mit Frischluft, die von der gleichzeitig abzuführenden Abluft vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit flächig aufgebaut ist, so dass sie in die flächige thermische Isolation der Gebäudewand integriert werden kann, wobei die Isolation an dieser Stelle ohne zusätzlichen Aufwand/Komponenten zu einem guten Teil erhalten bleibt und dass die die Frisch- und die Abluft führende Räume ebenfalls im wesentlichen flächig sind und mit ihrer von der Fläche her größten Seite, der Hauptfläche, parallel zur isolierenden Wand liegen und dass diese Räume mit jeweils einer Hauptfläche aneinander grenzen und an dieser Seite nur durch eine Folie oder ein Blech mit einem geeigneten Querschnitt voneinander getrennt sind und dass die äußere Hülle der die Zu- und Abluft führenden Kammern aus einem thermisch isolierendem Werkstoff, vorzugsweise aus geschäumten Kunststoff besteht.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Flächennormale auf das dünnwandige Element welches die Frisch- und Abluft führenden Kammern trennt, bzw. ersatzweise auf die mittlere Ebene dieses Elementes im Falle einer nicht ebenen Ausführung, mit der Flächennormalen der Gebäudewandoberfläche und mit den Flächennormalen der Hauptseiten der äußeren Hülle der Einheit Winkel bilden, die größer als Null Grad, vorzugsweise größer als 1,5 Grad, sind.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Folie oder das Blech, welche oder welches die aneinander grenzenden Kammern von Frisch- und Abluft trennt, z. B. durch eingebrachte Sicken, Faltungen oder andere Verformungen nicht eben ist.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kammern durch Stege, die entweder in der äußeren Hülle oder in dem die Kammern trennenden Folie/Blech eingebracht sind, in Teilkammern aufgeteilt sind.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass in einer Montageeinheit, gekennzeichnet durch eine gemeinsame äußere Hülle, mehrere Ab- und Frischluft führende Einheiten zusammengefasst werden.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hülle der Lüftungseinheit aus einem Werkstoff hergestellt wird, der thermisch besser isoliert als der Werkstoff aus dem die restliche Isolationshülle des Gebäudes, in dem es eingebaut ist, hergestellt wird.
Lüftungseinheit nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke derselben kleiner oder größer ist als die mittlere Dicke der Isolationshülle des Gebäudes, in dem es eingebaut ist.