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Die Erfindung betrifft ein Luft-Abgas-System nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb des Luft-Abgas-Systems gemäß Patentanspruch 6.
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Ein derartiges Luft-Abgas-System ist beispielsweise aus der
GB 1 173 158 A bekannt. Dort ist ein Innenrohr koaxial innerhalb eines Außenrohres angeordnet. Über das Innenrohr und das Außenrohr wird das Innere eines Gebäudes mit der Umgebung des Gebäudes verbunden. Zuluft gelangt dabei durch den Raum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr in das Innere des Gebäudes. Entweder kann die Zuluft dort von einem Heizgerät aus dem Raum angesaugt werden oder das Luft-Abgas-System ist direkt mit dem Heizgerät verbunden, so dass die Zuluft einer Luftansaugöffnung des Heizgeräts direkt zugeführt wird. Abgas bzw. Abluft wird durch das Innenrohr nach außen geführt. Lufteinlässe zum Zuführen der Luft in den Raum zwischen Außenrohr und Innenrohr sind in einer radialen Außenwand des Außenrohrs ausgebildet. Abgasauslässe für die Abgase sind an einer radialen Außenseite des Innenrohrs ausgebildet, wobei sich das Innenrohr dafür axial weiter nach außen erstreckt als das Außenrohr. Dementsprechend sind die Abgasauslässe mit geringerem Abstand zu einer Stirnseite am äußeren Ende des Luft-Abgas-Systems angeordnet als die Lufteinlässe.
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Es ist auch bekannt, die Abgase axial über die Stirnseite am äußeren Ende des Innenrohres heraus zu führen.
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Auch wenn die Lufteinlässe und die Abgasauslässe relativ nah beieinander liegen, sind derartige Luft-Abgas-Systeme sehr unempfindlich gegenüber Umwelteinwirkungen. Niederschläge können aufgrund der meist horizontalen Anordnung der Rohre nicht in das Innere der Rohre gelangen. Aufgrund der Anordnung der Lufteinlässe und Abgasauslässe sind beide in der Regel einem gleichen Winddruck ausgesetzt, so dass kein Druckunterschied zwischen diesen beiden existiert. So ist es beispielsweise nicht nötig, durch ein Gebläse Winddruckunterschiede auszugleichen. Zur Erhöhung der Sicherheit können die Lufteinlässe und -auslässe beispielsweise mit einem Gitter versehen werden, um das Eintreten von größeren Gegenständen und beispielsweise Tieren zu verhindern. Im Allgemeinen fällt unter den Begriff Abgase auch eine einfache Abluft.
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Unter bestimmten Windbedingungen, insbesondere dann, wenn der Wind frontal auf die Gebäudewand bzw. die Stirnseite des Luft-Abgas-Systems und dabei insbesondere auf einen stirnseitigen, axialen Abgasauslass drückt, kann es jedoch zu einer Vermischung zwischen abgeführten Abgas und Zuluft kommen. Damit kann Abgas wieder zurück in das Innere des Gebäudes bzw. auf die Verbrennungsluftseite des Heizgeräts gelangen. Eine derartige Rezirkulation kann beispielsweise zu einer Erhöhung von CO-Emissionen, zum Kondensieren innerhalb des Luft-Abgas-Systems und zu unangenehmen Geräuschen aufgrund thermoakustischer Resonanzen führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und insbesondere ein Luft-Abgas-System bereit zu stellen, dass unter allen Windbedingungen zuverlässig arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.
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Bei einem Luft-Abgas-System, insbesondere für ein Gebäude, mit einem Außenrohr und einem konzentrisch darin angeordneten Innenrohr, wobei ein inneres Ende einer Luftansaugöffnung eines Heizgeräts und ein äußeres Ende einer Gebäudeumgebung zuzuordnen ist, wobei das Innenrohr als Abgasverbindung und ein Raum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr als Zuluftverbindung ausgebildet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, am äußeren Ende mindestens einen Lufteinlass und mindestens einen Abgasauslass auszubilden, wobei der Lufteinlass in einem gleichen oder geringerem Abstand zu einer äußeren Stirnseite angeordnet ist als der Abgasauslass.
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Bei dieser Ausgestaltung ist der Lufteinlass weiter entfernt von einer Wand des Gebäudes und näher am äußeren Ende angeordnet als angeordnet als der Abgasauslass. Dadurch wird berücksichtigt, dass die Wand einen Windschatten produziert. Falls der Wind aus einer Richtung parallel zu einer Richtung von der Wand zum äußeren Ende kommt, wird das Luft-Abgassystem durch die Wand abgeschirmt. Windbewegungen, die das aus dem Abgasauslass austretende Abgas zum Lufteinlass führen würden, werden dann, weil der Lufteinlass näher am äußeren Ende angeordnet ist als der Abgasauslass, durch die Gebäudewand abgeschirmt. Bei einer Anordnung von Lufteinlass und Abgasauslass auf gleicher axialer Höhe bzw. in gleichem Abstand zur Stirnseite sollten sie an unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet sein, um auch bei stärkerem Wind ein Eindringen von Abgas in den Lufteinlass zu verhindern. Bei allen anderen Windrichtungen ist ein Rückströmen des Abgases vom Abgasauslass zum Lufteinlass ohnehin nicht zu befürchten, da durch den Wind das Abgas von der Lufteinlassöffnung weg bewegt wird. Damit ist das Luft-Abgas-System bei allen Windbedingungen einsetzbar, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Abgas wieder zurück zum Lufteinlass gelangt. Dabei wird die ohnehin vorhandene Wand des Gehäuses als Windschutz genutzt. Eine Rezirkulation der Abgase wird damit zuverlässig verhindert. Dabei können sich das Innenrohr und das Außenrohr senkrecht zur Wand des Gebäudes erstrecken. Damit wird beispielsweise ein Eindringen von Niederschlägen zuverlässig verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lufteinlass als axialer Lufteinlass in der äußeren Stirnseite ausgebildet, wobei der Abgasauslass mindestens zwei vom Innenrohr ausgehende Radialkanäle aufweist, die den Raum zwischen Innenrohr und Außenrohr durchgreifen und an einer Außenseite des Außenrohrs im Bereich des äußeren Endes münden. Vor dem Lufteinlass kann dabei gegebenenfalls noch ein Abschirmblech angeordnet sein, um beispielsweise den Einfluss von Winddruck zu minimieren. Durch die Radialkanäle erfolgt dabei eine Durchführung der Abgase durch den Raum zwischen Innenrohr und Außenrohr nach draußen, so dass das Abgas in die Umgebung gelangen kann. Jeder Radialkanal mündet dabei im Außenrohr mit einer Auslassöffnung. Durch eine entsprechende Anzahl an Radialkanälen kann ein Strömungswiderstand reduziert werden. Durch die Ausgestaltung als Radialkanäle kann dabei die Länge der Kanäle kurz gehalten, was ebenfalls zu einem geringen Strömungswiderstand beiträgt.
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Dabei ist besonders bevorzugt, dass mindestens zwei Radialkanäle diametral gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass sich immer mindestens ein Radialkanal auf einer windabgewandten Seite befindet.
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Dabei können auch mehrere Radialkanäle, insbesondere vier Radialkanäle, vorgesehen sein, die symmetrisch zueinander angeordnet sind. Abstände zwischen den Radialkanälen sind dann konstant. Bei vier Radialkanälen verlaufen diese jeweils senkrecht zueinander. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Ausströmung. Zusätzlich wird eine Reinigung der Abgasauslässe vereinfacht, da Verschmutzungen, die durch den einen Abgasauslass hinein gelangen, durch den gegenüberliegenden Abgasauslass direkt wieder in die Umgebung zurück gebracht werden können.
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Vorzugsweise ist der Lufteinlass in der Stirnseite des Außenrohres angeordnet ist, wobei der Lufteinlass in den Raum zwischen Innenrohr und Außenrohr übergeht. Die Zuluft gelangt also durch die Stirnseite des Außenrohres in den Zwischenraum hinein. Die Zuluft wird dabei axial geführt, während die Abgase radial entweichen können. Die Gefahr von Verwirbelungen bzw. Vermischungen wird dadurch weiter verringert. Dabei stellt die Ausgestaltung einer offenen Stirnseite des Außenrohres eine besonders einfache Umsetzung dar. Die Stirnseite des Innenrohres kann dann auf einfache Art verschlossen sein, beispielsweise durch einen entsprechenden Stopfen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Luft-Abgas-Systems für ein Gebäude mit einem Außenrohr und einem darin koaxial angeordneten Innenrohr, wobei ein inneres Ende jeweils einem Gebäudeinneren bzw. einem Heizgerät und ein äußeres Ende jeweils einer Gebäudeumgebung zuzuordnen ist, dadurch gelöst, dass Abgas durch das Innenrohr und Zuluft durch einen Raum zwischen Außenrohr und Innenrohr geführt werden, wobei die Zuluft in einem gleichen Abstand oder näher zum äußeren Ende eingebracht wird als das Abgas ausgelassen wird.
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Dadurch wird sichergestellt, dass keine Vermischung zwischen den Abgasen bzw. der Abluft und der frischen, zugeführten Zuluft erfolgt. Auch bei unterschiedlichen Windbedingungen wird eine Vermischung zwischen Abgas und Zuluft zuverlässig verhindert. Dabei wird die Zuluft weiter entfernt von der Gebäudewand aufgenommen als die Abgase entweichen. Windbewegungen, die zu einer Vermischung der Zuluft mit Abgas führen könnten, werden durch die Gebäudewand zuverlässig abgeschirmt.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:
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1: Eine schematische Ansicht eines Luft-Abgas-Systems im Längsschnitt,
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2: eine Stirnseite des Luft-Abgas-Systems und
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3: einen Längsschnitt durch das Luft-Abgas-System nach 2.
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In 1 ist ein Luft-Abgas-System 1 für ein Gebäude im Längsschnitt dargestellt, das ein Außenrohr 2 und ein konzentrisch darin angeordnetes Innenrohr 3 aufweist. Das Innenrohr 3 dient dabei als Abgasverbindung, durch die Abluft bzw. Abgase aus einem Gebäudeinneren bzw. von einem Heizgerät weggeführt werden können. Die Abgase gelangen dabei über als Radialkanäle ausgebildete Abgasauslässe 5, 6 nach draußen und können zum Beispiel in die Atmosphäre entweichen.
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Durch einen Raum 4, der zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 3 ausgebildet ist, gelangt Zuluft in das Gebäudeinneren bzw. zu einem Heizgerät. Dieser Raum ist also als Zuluftverbindung ausgebildet.
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An einer Stirnseite 7 des Außenrohres 2 ist ein axialer Lufteinlass 8 ausgebildet. Dadurch kann frische Zuluft koaxial in das Luft-Abgas-System 1 gelangen.
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Durch Pfeile 9 sind durch Wind hervorgerufene Luftbewegungen symbolisiert. Der Wind drückt dabei direkt auf die Stirnseite 7. Eine Vermischung der Abgase, die durch die Abgasauslässe 5, 6 ausströmen, mit der Zuluft, die durch den Lufteinlass 8 eintritt, kann dabei nicht erfolgen, da die Abgase vom Lufteinlass weg geweht werden. Eine Windbewegung in entgegengesetzter Richtung wird durch eine Gehäusewand 10, zu der sich das Außenrohr 2 und das Innenrohr 3 senkrecht erstrecken, verhindert. Dabei erschwert auch die axiale Ausrichtung des Lufteinlasses 8 eine Vermischung mit den aus den radialen Abgasauslässen 5, 6 austretenden Abgasen.
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In 2 ist eine Stirnseite des Luft-Abgas-Systems 1 dargestellt. Die Abgasauslässe 5, 6, 11, 12 sind dabei radial ausgerichtet und durch Radialkanäle, die vom Innenrohr 3 radial nach außen geführt sind und sich durch den Raum 4 bis zum Außenrohr 2 erstrecken, gebildet. Gegenüber dem Raum 4 sind die Radialkanäle fluiddicht abgedichtet, so dass ein Eintreten von Abgas aus den Radialkanälen in den Raum 4, der die Zuluftverbindung bildet, nicht möglich ist. Die Stirnseite des Innenrohres 3 ist dabei mit einem Stopfen 13 verschlossen.
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In 3 ist die Ausführungsform gemäß 2 im Längsschnitt dargestellt. Gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern auf vielfältige Weise abwandelbar. Anstatt, wie bisher üblich, den oder die Abgasauslässe an der axialen Stirnseite oder zumindest näher an der Stirnseite anzuordnen als den oder die üblicherweise radialen Lufteinlässe, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dort die Anordnung von Abgasauslass und Lufteinlass zu vertauschen. Die Abgase werden dabei weiterhin durch das Innenrohr und frische Zuluft durch den Raum zwischen Innenrohr und Außenrohr geführt, so dass die Installation mit den bestehenden Gebäude- bzw. Heizgeräteanschlüssen ohne zusätzliche Modifikation möglich ist. Da die Lufteinlässe aber weiter entfernt von einer Gebäudewand angeordnet sind als die Abgasauslässe, ist auch bei einer direkt auf die Stirnseite des Luft-Abgas-Systems gerichteten Luftbewegungen keine Vermischung der Zuluft mit den Abgasen zu befürchten. Eine entgegengesetzte Luftbewegung wird durch die Gebäudewand abgeschirmt. Gegenüber den bisherigen Systemen ergibt sich damit eine bessere Betriebssicherheit bei wechselnden Windbedingungen.
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Während die Abgasauslässe in der Regel radial angeordnet sind, können die Lufteinlässe entweder radial oder axial ausgerichtet sein. Wichtig ist dabei nur, dass die Lufteinlässe auf gleicher oder bezüglich einer Gebäudewand weiter entfernten axialen Position als die Abgasauslässe angeordnet sind, damit die Schutzwirkung der Gebäudewand zum Tragen kommt.
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Das Innenrohr und das Außenrohr sind in den Ausführungsbeispielen immer als kreiszylindrische Körper dargestellt. Ein davon abweichende Geometrie ist aber ebenfalls möglich.
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In der Beschreibung werden die Begriffe Abgas, Abgase und Abluft synonym für aus dem Gebäude abgeführtes Gas verwendet. Das Luft-Abgas-System kann beispielsweise zur Gebäudeklimatisierung eingesetzt werden. Es kann aber auch für den Luftaustausch beispielsweise einer Verbrennungseinrichtung, zum Beispiel einem Heizgerät, dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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