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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kontrollierten Lüftung einer Wohneinheit, umfassend einen Zuluftstrang zum Zuführen von Zuluft in die Wohneinheit und einen Abluftstrang zum Abführen von Abluft aus der Wohneinheit, und umfassend einen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme zwischen dem Abluftstrang und dem Zuluftstrang.
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Derartige Anlagen dienen zum kontrollierten Be- und Entlüften von Wohneinheiten. Aus der Umgebung angesaugte Frischluft wird über einen Zuluftstrang der Wohneinheit zugeführt und Abluft aus der Wohneinheit über einen Abluftstrang abgeführt. Ein Wärmetauscher überträgt Wärme zwischen der Abluft und der Zuluft. Auf diese Weise erfolgt beispielsweise im Winter ein Vorwärmen der kalten Umgebungsluft, sodass der Energiebedarf des Gebäudes gering gehalten werden kann.
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In Wohneinheiten besteht ein Bedarf zur Luftreinigung, insbesondere zur Neutralisierung bzw. Entfernung von Keimen oder Schadstoffen oder auch Geruchsstoffen. Hierzu sind oftmals mobile Umluft-Luftreiniger bekannt, die in Wohnräumen angeordnet bzw. aufgestellt werden. Mittels Ventilatoren saugen sie Luft aus dem Wohnraum an und führen die angesaugte Luft nach einem Reinigungsprozess wieder dem Wohnraum zu. Solche Geräte eignen sich allerdings nur für kleine Räume und bringen einen nicht unerheblichen Energie- und konstruktiven Aufwand mit sich. Auch lassen sich mit solchen Luftreinigern nur kleine Volumenströme reinigen. Außerdem sind die Druckverluste der Luftreiniger hoch.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der eine Luftreinigung in zuverlässiger, effizienter und komfortabler Weise möglich ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Für eine Anlage der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass in dem Zuluftstrang eine Luftreinigungsvorrichtung mit einer Plasmaerzeugungseinheit zum Versetzen der durch die Luftreinigungsvorrichtung geführten Zuluft in einen Plasmazustand angeordnet ist, und dass stromab der Plasmaerzeugungseinheit ein Luftfilter in dem Zuluftstrang angeordnet ist.
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Die Wohneinheit kann ein Einfamilienhaus oder eine Wohnung sein. Bei Zweifamilienhäusern kann die Wohneinheit beispielsweise eine Haushälfte sein. Die erfindungsgemäße Anlage umfasst in an sich bekannter Weise einen Zuluftstrang zum Zuführen von Frischluft aus der Umgebung (Zuluft) in die Wohneinheit und einen Abluftstrang zum Abführen von Abluft aus der Wohneinheit in die Umgebung. Auf diese Weise erfolgt eine kontrollierte, geführte Be- und Entlüftung der Wohneinheit. Ein Wärmetauscher überträgt Wärme zwischen der Abluft in dem Abluftstrang und der Zuluft in dem Zuluftstrang. Hierdurch wird wie oben erläutert die Energieeffizienz erhöht. Die Anlage umfasst in der Regel weiterhin eine Verteileinrichtung zum Verteilen der Zuluft in unterschiedliche Räume der Wohneinheit. Entsprechend wird auch Abluft aus den einzelnen Räumen abgeführt. In der Regel wird eine solche Anlage im Dauerbetrieb betrieben. Die Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit ist dabei insbesondere eine zentrale Lüftungsanlage für die gesamte Wohneinheit. Es kann sich um die einzige Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit handeln.
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Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist in dem Zuluftstrang eine Luftreinigungsvorrichtung mit einer Plasmaerzeugungseinheit angeordnet. Die Plasmaerzeugungseinheit versetzt durch die Luftreinigungsvorrichtung geführte Zuluft in an sich bekannter Weise in einen Plasmazustand. Stromab der Plasmaerzeugungseinheit befindet sich ein Luftfilter in dem Zuluftstrang. In der Plasmaerzeugungseinheit wird zwischen mindestens zwei Elektroden eine hohe elektrische Spannung angelegt. Hierdurch fließt elektrischer Strom durch die Luft zwischen den Elektroden. Die Luft wird dabei in einen plasmaförmigen Zustand versetzt. In diesem Plasma entstehen Ionen und freie Radikale, wie dies an sich bekannt ist. Radikale sind Verbindungen, die mindestens ein ungepaartes Elektron aufweisen. Hierdurch setzen sich diese bevorzugt an anderen Molekülen ab. Bei diesem Vorgang kommt es zu chemischen Reaktionen mit Schadstoffen und Keimen in der Luft, welche entsprechend zersetzt oder umgewandelt und damit neutralisiert werden. Die im Zuge dieser Prozesse entstehenden Stoffe setzen sich in dem stromab der Plasmaerzeugungseinheit angeordneten Luftfilter ab und werden entsprechend nicht durch die Anlage in die Raumluft der Wohneinheit weitergeleitet. In dem Luftfilter setzen sich auch eventuell verbleibende Radikale und das bei der Plasmaerzeugung entstehende Ozon ab. Auf diese Weise erfolgen eine Entkeimung und Geruchsneutralisierung der Zuluft. Keime, wie Bakterien, Viren, Hefen, Schimmelsporen etc. in der Zuluft werden neutralisiert. Gleiches gilt für etwaige Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Geruchsstoffe.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Luftreinigungsvorrichtung im Zuluftstrang einer Anlage zur kontrollierten Lüftung einer Wohneinheit bringt verschiedene Vorteile mit sich. Zunächst müssen durch die Verwendung einer Plasmaerzeugungseinheit keine Chemikalien für die Luftreinigung verwendet werden und es entstehen auch keine Rückstände. Die Wartung beschränkt sich auf eine Reinigung der Plasmaerzeugungseinheit und einen Austausch des Luftfilters in größeren Zeitabständen. Indem die Luftreinigungsvorrichtung in dem Zuluftstrang angeordnet ist, wird im Gegensatz zu in den Wohnräumen aufgestellten mobilen Luftreinigern nur die Zuluft, also die aus der Umgebung zugeführte Frischluft, gereinigt. In Wohnräumen aufgestellte mobile Luftreiniger reinigen dagegen aufgrund ihres Umluftbetriebs insbesondere auch die Abluft. Im Gegensatz dazu wird der Luftfilter bei der Erfindung nicht durch Rückstände aus der belasteten Abluft beeinträchtigt, sondern die Abluft wird einfach in die Umgebung abgeführt. Dadurch muss der Luftfilter seltener gewartet werden. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung die gesamte der Wohneinheit zugeführte Zuluft zuverlässig gereinigt und nicht nur ein kleiner Teil in der Nähe eines mobilen Luftreinigers. Ein Vorsehen separater Luftreinigungsvorrichtungen in mehreren Räumen der Wohneinheit ist nicht erforderlich, da eine zentrale Luftreinigung der gesamten Zuluft in der Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit erfolgt. Durch die Anordnung der Luftreinigungsvorrichtung in dem Zuluftstrang der Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit kann außerdem auf zusätzliche Ventilatoren und gegebenenfalls zusätzliche Vorfilter verzichtet werden, wie sie bei in einzelnen Wohnräumen aufgestellten und installierten Luftreinigern erforderlich sind. Hierzu kann erfindungsgemäß vielmehr auf ohnehin vorhandene Komponenten der Anlage zur kontrollierten Lüftung zurückgegriffen werden. Die durch die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung verursachten Energiekosten und der konstruktive Aufwand sind dadurch sehr gering. Durch die Einsparung von zusätzlichen Ventilatoren und zusätzlichen Vorfiltern fallen Investitionskosten weg.
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Die Plasmaerzeugungseinheit benötigt zwar eine verhältnismäßig hohe elektrische Spannung, die von einem entsprechenden Spannungswandler bereitgestellt wird. Die dabei auftretende Stromstärke kann jedoch sehr gering sein. Lediglich beispielhaft kann die Stromaufnahme der Plasmaerzeugungseinheit bei ca. 20 W liegen. Bei einer Laufzeit von einem Jahr ergibt sich dann eine Stromaufnahme von ca. 175 kWh, was bei einem Strompreis von beispielsweise 0,28 € pro Kilowattstunde Kosten in Höhe von lediglich ca. 50 € pro Jahr entspricht. Durch den Verzicht auf die Nutzung von Chemikalien werden entsprechende Rückstände vermieden. Auch Resistenzbildungen von Keimen werden vermieden. Die Installation und Wartung der erfindungsgemäßen Anlage, insbesondere der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung, ist besonders einfach. Außerdem ist eine Nachrüstung bestehender Wohneinheiten in einfacher Weise und ohne Eingriff in die Wohnräume selbst möglich. Mit der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung kann ein verhältnismäßig niedriger Druckverlust erreicht werden, sodass die Luftreinigungsvorrichtung in besonderer Weise für Anlagen zur kontrollierten Lüftung von Wohneinheiten angepasst werden kann. Dies gilt insbesondere angesichts der verhältnismäßig hohen Volumenströme in solchen Anlagen.
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Nach einer Ausgestaltung kann der Wärmetauscher ein zentraler Wärmetauscher der Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit sein. Es kann sich insbesondere um den einzigen Wärmetauscher der Anlage handeln. Der Wärmetauscher kann in besonders praxisgemäßer Weise ein Gegenstromwärmetauscher oder ein Enthalpiewärmetauscher sein.
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Gemäß einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann die Luftreinigungsvorrichtung stromab des Wärmetauschers angeordnet sein. Dadurch kann ein eventuell in den Wärmetauscher integrierter Vorfilter der Anlage seinen Nutzen auch für die Luftreinigungsvorrichtung entfalten.
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Für eine besonders zuverlässige Filterwirkung für den vorliegenden Anwendungszweck kann es gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorteilhaft sein, wenn der Luftfilter ein Aktivkohlefilter ist. Ein Aktivkohlefilter führt zu einer besonders guten Filterwirkung und bindet insbesondere freie Radikale in besonders effektiver Weise.
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Der Luftfilter kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung in einer unter einem Winkel zur Hauptströmrichtung der Zuluft liegenden Ebene angeordnet sein. Der Winkel kann beispielsweise kleiner als 45° sein. Die Hauptströmrichtung der Zuluft ist insbesondere durch eine Längsachse des Zuluftstrangs definiert. Wie bereits erläutert, bringen hier in Rede stehende Anlagen zur kontrollierten Lüftung von Wohneinheiten häufig hohe Volumenströme mit sich. Da der Wärmetauscher einer solchen Anlage für die Belüftung eines gesamten Einfamilienhauses ausgelegt sein kann, sind durchaus Volumenströme von bis zu 300 m3/h realistisch. Ebenfalls sind Lüftungsgeräte in ihrer Leistung beschränkt. Die benötigte Leistung ist abhängig vom Volumenstrom und Druckverlust der Lüftungsverteilung. Der Volumenstrom einer Anlage zur kontrollierten Lüftung einer Wohneinheit ist ein beispielsweise aus der DIN-Norm 1946-6 bestimmter Wert, der nicht verändert werden sollte. Entsprechend sollte der Druckverlust durch die in die Anlage integrierte Luftreinigungsvorrichtung so gering wie möglich sein. Grundsätzlich besitzt jede Komponente in einer Lüftungsleitung einen Druckverlust. Dabei haben zum Beispiel Leitungsbögen einen höheren Druckverlust als gerade Leitungen. In der Luftreinigungsvorrichtung entsteht der größte Druckverlust regelmäßig an dem Luftfilter. Durch die oben erläuterte schräge Anordnung des Luftfilters wird eine maximierte Durchströmungsfläche des Luftfilters geschaffen. Dies wiederum sorgt für einen besonders geringen Druckverlust. Der Luftfilter kann sich insbesondere über den gesamten Strömungsquerschnitt der Luftreinigungsvorrichtung, insbesondere eines Gehäuses der Luftreinigungsvorrichtung, erstrecken.
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Die erfindungsgemäß mögliche große Durchströmungsfläche des Luftfilters sowie gegebenenfalls der Entfall zusätzlicher Ventilatoren oder zusätzlicher Filter ermöglichen eine Minimierung der durch die Luftreinigungsvorrichtung verursachten Druckverluste. Beispielsweise kann der durch die Luftreinigungsvorrichtung verursachte Druckverlust kleiner als 75 Pa, vorzugsweise kleiner als 50 Pa sein. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit dazu ausgebildet sein, einen Luftvolumenstrom von mehr als 100 m3/h, vorzugsweise mehr als 200 m3/h, durch den Zuluftstrang zu leiten.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Luftreinigungsvorrichtung ein Gehäuse aufweisen, in dem die Plasmaerzeugungseinheit und der Luftfilter angeordnet sind, wobei das Gehäuse einen Einlass-Anschluss und einen Auslass-Anschluss zum Anschließen des Zuluftstrangs an die Luftreinigungsvorrichtung aufweist.
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Das Gehäuse kann nach einer weiteren Ausgestaltung eine Revisionsöffnung für eine Wartung der Luftreinigungsvorrichtung aufweisen. Die Revisionsöffnung kann durch eine manuell entfernbare Revisionsklappe verschlossen sein. Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann der Luftfilter manuell lösbar in einer Filterhalterung in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Revisionsöffnung erlaubt einen einfachen Zugang zu dem Gehäuseinnenraum und damit zu dem Luftfilter und der Plasmaerzeugungseinheit für eine Wartung. Wie bereits erläutert, beschränkt sich die Wartung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung auf die Reinigung der Plasmaerzeugungseinheit und den Austausch des Luftfilters, beispielsweise des Aktivkohlefilters. Für die Wartung wird die Stromzufuhr der Luftreinigungsvorrichtung getrennt und die Revisionsöffnung bereitgestellt, insbesondere durch Entfernen einer entsprechenden Revisionsklappe. Anschließend kann der verbrauchte Luftfilter entnommen und durch einen neuen Luftfilter ersetzt werden. Dies wird besonders erleichtert, wenn der Luftfilter manuell lösbar in einer Filterhalterung in dem Gehäuse angeordnet ist. Zur Reinigung der Plasmaerzeugungseinheit muss diese lediglich beispielsweise mit einem trockenen Tuch abgewischt werden. Anschließend kann die Revisionsöffnung wieder verschlossen werden, insbesondere durch Wiederanbringen einer entsprechenden Revisionsklappe, und die Stromversorgung kann wiederhergestellt werden. Diese Wartung ist derart einfach, dass sie auch von einem Kunden selbst durchgeführt werden kann. Eine Wartung durch ein professionelles Wartungsunternehmen ist nicht notwendig.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann stromauf der Luftreinigungsvorrichtung in dem Zuluftstrang ein Zuluftfilter für die Zuluft angeordnet sein. Bei diesem Zuluftfilter handelt es sich insbesondere um den ohnehin in der Anlage zur kontrollierten Lüftung vorgesehenen Luftfilter, der größere Partikel in dem Zuluftstrom zurückhält. Solche größeren Partikel gelangen entsprechend gar nicht zu dem Luftfilter der Luftreinigungsvorrichtung, sondern werden bereits zuvor herausgefiltert. Der Zuluftfilter kann beispielsweise im Wärmetauscher angeordnet sein. Das Vorhandensein eines solchen zusätzlichen Zuluftfilters vergrößert die Wartungsintervalle des Luftfilters der Luftreinigungsvorrichtung.
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Wie bereits erwähnt, ist die Anlage zur kontrollierten Lüftung mit dem Wärmetauscher insbesondere für einen kontinuierlichen unterbrechungsfreien Luftaustausch im Dauerbetrieb vorgesehen. Entsprechend ist auch die erfindungsgemäß in die Anlage integrierte Luftreinigungsvorrichtung mit der Plasmaerzeugungseinheit und dem Luftfilter für einen solchen Dauerbetrieb ausgelegt.
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Wie ebenfalls bereits erläutert, kann die Wohneinheit beispielsweise eine Wohnung, eine Hälfte eines Zweifamilienhauses oder ein Einfamilienhaus sein.
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Die Erfindung betrifft auch eine Wohneinheit, beispielsweise eine Wohnung, eine Hälfte eines Zweifamilienhauses oder ein Einfamilienhaus, umfassend eine erfindungsgemäße Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Luftreinigungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage zur kontrollierten Lüftung einer Wohneinheit in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 die Ansicht aus 1 mit entfernter Revisionsklappe, und
- 3 die Luftreinigungsvorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
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Die in den Figuren gezeigte Luftreinigungsvorrichtung weist ein Gehäuse 10 auf mit einem Einlass-Anschluss 12 zum Anschließen an einen nicht näher dargestellten Zuluftstrang und einen Auslass-Anschluss 14, ebenfalls zum Anschließen an den Zuluftstrang. Der Zuluftstrang ist Teil einer Anlage zur kontrollierten Lüftung einer nicht näher dargestellten Wohneinheit, beispielsweise einer Wohnung, einer Hälfte eines Zweifamilienhauses oder eines Einfamilienhauses und dient zum Zuführen von Zuluft aus der Umgebung in die Wohneinheit. Die Anlage umfasst darüber hinaus einen nicht näher dargestellten Abluftstrang zum Abführen von Abluft aus der Wohneinheit in die Umgebung. In dem gezeigten Beispiel fließt Zuluft aus dem Zuluftstrang über den Einlass-Anschluss 12 in das Gehäuse 10 und über den Auslass-Anschluss 14 aus dem Gehäuse 10 und weiter in die Wohneinheit, wo sie mittels einer Verteilvorrichtung in an sich bekannter Weise in die Wohnräume verteilt wird. Stromauf der Luftreinigungsvorrichtung, im gezeigten Beispiel also in dem mit dem Einlass-Anschluss 12 verbundenen Abschnitt des Zuluftstrangs, befindet sich darüber hinaus ein nicht dargestellter zentraler Wärmetauscher, insbesondere ein Gegenstromwärmetauscher oder ein Enthalpiewärmetauscher, der Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit. Über diesen wird Wärme zwischen dem Abluftstrang bzw. der darin geführten Abluft und dem Zuluftstrang bzw. der darin geführten Zuluft übertragen. Stromauf der Luftreinigungsvorrichtung kann darüber hinaus ein Zuluftfilter der Anlage zur kontrollierten Lüftung der Wohneinheit für die Zuluft angeordnet sein, beispielsweise in den Wärmetauscher integriert sein.
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Das Gehäuse 10 der Luftreinigungsvorrichtung weist eine Revisionsklappe 16 auf zum Verschließen einer Revisionsöffnung 18. In 2 ist die Revisionsklappe 16 im entfernten Zustand gezeigt, sodass die Revisionsöffnung 18 offen und damit der Gehäuseinnenraum zugänglich ist. Die Revisionsklappe 16 kann in besonders einfacher Weise mit dem Gehäuse 10 verschraubt werden. In dem Gehäuse 10 befindet sich zunächst in der Nähe des Einlass-Anschlusses 12 eine Plasmaerzeugungseinheit 20 mit einem Spannungswandler 22. Über den Spannungswandler 22 wird zwischen zwei Elektroden der Plasmaerzeugungseinheit 20 eine hohe Spannung erzeugt, wodurch ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden durch die Luft fließt und die durch den Einlass-Anschluss 12 zugeführte Zuluft in einen Plasmazustand versetzt. Dabei entstehen in an sich bekannter Weise Ionen und freie Radikale, die in der Zuluft enthaltene Keime, Schadstoffe und Geruchsstoffe zersetzen bzw. neutralisieren. Entlang ihres weiteren Strömungswegs vom Einlass-Anschluss 12 zum Auslass-Anschluss 14 durchströmt die Zuluft anschließend einen Luftfilter 24, vorliegend einen Aktivkohlefilter 24. Der Luftfilter 24 ist in dem Gehäuse 10 manuell lösbar in einer Filterhalterung 26 aufgenommen. Die Filterhalterung 26 besitzt an zwei gegenüberliegenden Enden rechtwinklig abgekantete Halteabschnitte 28, zwischen denen der Luftfilter 24 im montierten Zustand gehalten ist. Insbesondere in 2 ist außerdem zu erkennen, dass der Luftfilter 24 in einer Ebene angeordnet ist, die unter einem Winkel zur Hauptströmrichtung der Zuluft angeordnet ist, insbesondere einem Winkel von weniger als 45°. Die Hauptströmrichtung verläuft in Längsrichtung des Einlass-Anschlusses 12 oder des Auslass-Anschlusses 14. Der Winkel ist entsprechend auch zwischen dem Luftfilter 24 und der oberen Innenseite oder der unteren Innenseite des Gehäuses 10 ausgebildet. Diese Innenseiten verlaufen parallel zur Hauptströmrichtung. Außerdem ist zu erkennen, dass sich der Luftfilter 24 im Wesentlichen über den gesamten Strömungsquerschnitt des Gehäuses 10 der Luftreinigungsvorrichtung erstreckt. Durch diese Anordnung wird die durchströmte Fläche des Luftfilters 24 maximiert, wodurch wiederum durch die Luftreinigungsvorrichtung verursachte Druckverluste minimiert werden. Dadurch ist die Luftreinigungsvorrichtung für Volumenströme von mehr als 100 m3/h, vorzugsweise mehr als 200 m3/h ausgelegt, und dies im Dauerbetrieb.
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Für eine Wartung kann der Luftfilter 24 in einfacher Weise aus der Filterhalterung 26 entnommen werden, beispielsweise durch seitliches Herausschieben aus den Halteabschnitten 28 und durch einen neuen Luftfilter 24 ersetzt werden. Außerdem kann die Plasmaerzeugungseinheit 20 in einfacher Weise mit einem trockenen Tuch oder dergleichen gereinigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 12
- Einlass-Anschluss
- 14
- Auslass-Anschluss
- 16
- Revisionsklappe
- 18
- Revisionsöffnung
- 20
- Plasmaerzeugungseinheit
- 22
- Spannungswandler
- 24
- Luftfilter / Aktivkohlefilter
- 26
- Filterhalterung
- 28
- Halteabschnitte
