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Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung zum Entfernen von Störstoffen und Partikeln unterschiedlicher Art aus Raumluft mit einer Vielzahl von, einzeln oder im Block austauschbaren Filterelementen sowie einer Gebläseanordnung zur Erzeugung eines steuerbaren, die Filterelemente durchströmenden Luftstromes, umfassend ein Gehäuse zur Aufnahme der Filterelemente und der Gebläseanordnung, wobei mindestens Teile des Gehäuses einen Luftstromkanal mit einer Luftansaug- und einer Luftaustrittsseite bilden, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus der
EP 0 067 115 A1 ist ein Filtersystem bekannt, das zur Luftreinigung ausgebildet und unmittelbar in eine Wandkonstruktion oder in eine Decke integriert werden kann. Dabei sollen übliche Wegwerf-Aufnahmerahmen für das eigentliche Filterelement entfallen.
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Gemäß der
EP 0 427 350 B1 wird das Grundprinzip einer Umluft-Dunstabzugshaube aufgegriffen.
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Die Filteranordnung nach
US 2017/0216756 A1 offenbart die Anordnung eines Filters in einem Bauraum eines Gebäudes, benachbart zu einem Fenster.
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Bekannt ist aus der
DE 103 15 280 A1 eine Befestigungswand zur Befestigung von Rahmen mit Filtern bei Ventilations- und Klimaanlagen, insbesondere in einer Klima- und Ventilationszentrale.
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Die Befestigungswand besteht aus einer Reihe miteinander verbundener Befestigungssegmente. Jedes Segment weist die Gestalt einer verlängerten rechteckigen Wanne mit auf der Oberfläche geformten durchgehenden Profilöffnungen auf.
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Die Wanne besitzt im Querschnitt die Gestalt eines C-Profils. Zwischen den durchgehenden Öffnungen auf der inneren Fläche der Wanne sind paarweise Befestigungssätze vorgesehen. Diese sind zur Befestigung von Rahmen mit Filtern, ausschließlich von Hand, ohne Anwendung von Werkzeugen entsprechend angepasst.
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Bekannt ist weiterhin eine Filtervorrichtung gemäß
DE 38 34 942 C2 , welche dem Entfernen von Fremdstoffen aus der durch einen Kanal strömenden Luft dient.
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Diese Filtervorrichtung weist eine Anzahl von einzelnen, in sich steifen, blockförmigen Filterelementen auf, die jeweils durch ein Verbindungselement scharnierartig zueinander beweglich verbunden sind. Eine derartige Filtervorrichtung ist leicht an unterschiedliche Einbauverhältnisse anpassbar und weist dennoch einen niedrigen Strömungswiderstand auf.
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Zum Stand der Technik gehören auch Stand-Alone Luftreiniger, die zur Luftreinigung in einem Gebäuderaum aufstellbar ausgebildet sind und die über eine entsprechende Anschlussmöglichkeit an ein elektrisches Netz verfügen.
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Problematisch bei derartigen Luftreinigern ist die Tatsache, dass selbige im betreffenden Raum unnötig Platz einnehmen, womöglich im Wege stehen und dann, wenn eine Schadstoffbelastung nicht vorliegt, beispielsweise eine Pollenbelastung in den Wintermonaten, nicht gebraucht werden. Nachteilig bei derartigen bekannten Stand-Alone-Geräten ist darüber hinaus die Tatsache, dass durch die Ausbildung der Gebläseanordnung mit Luftströmungskanal unangenehme Zugerscheinungen durch Anströmen von Gegenständen oder Personen, die sich im entsprechenden Raum befinden, nicht vermeidbar sind.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Filteranordnung zum Entfernen von Störstoffen und Partikeln unterschiedlicher Art aus der Raumluft anzugeben, die die oben kurzumrissenen Nachteile des Standes der Technik vermeidet und sich darüber hinaus in ein intelligentes Konzept zur Haustechniksteuerung einbinden lässt.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Filtervorrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
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Es wird demnach von einer Filtervorrichtung zum Entfernen von Störstoffen und Partikeln unterschiedlicher Art aus der Raumluft ausgegangen.
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Hierbei kann es sich um Schmutzpartikel, um eine Stickoxid- oder VOC-Fracht, um eine Pollenbelastung oder aber auch um eine Belastung durch geruchsbildende Schadstoffe handeln.
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Die Filtervorrichtung weist eine Vielzahl von, einzeln oder im Block austauschbaren Filterelementen auf.
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Hierbei kann auf klassische Standard-Filterelemente zurückgegriffen werden, die Grob- bis Feinfiltereigenschaften aufweisen oder aber auch als HEPA-Filter realisiert sind. Denkbar sind darüber hinaus Filterelemente auf Aktivkohlebasis oder sogenannte Nanofilter.
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Die Gebläseanordnung zur Erzeugung eines steuerbaren, die Filterelemente durchströmenden Luftstromes kann auf elektromotorisch angetriebene Radial- und/oder Axiallüfter zurückgreifen.
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Maßgeblich ist hier die Ausbildung der Gebläseanordnung derart, dass eine minimale Geräuscherzeugung und Geräuschbelästigung der Fall ist.
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Die Gebläseanordnung ist selbstverständlich steuerbar, das heißt in ihrer Drehzahl der eingesetzten Ventilatoren regelbar.
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Teile der Filterelemente können so ausgebildet werden, dass sie gleichzeitig zur Geräuschdämmung und zur Vermeidung unerwünschter akustischer Resonanzen dienen.
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Bewährt hat sich hier auch eine technische Lösung, die mit Hilfe einer Mikrofonanordnung und eines Mikrorechners die Geräuschentwicklung innerhalb der Filtervorrichtung analysiert und dafür Sorge trägt, dass mittels einer integrierten Lautsprechereinheit Schall in einem Frequenzbereich und mit einer Amplitude erzeugt wird, so dass im Sinne eines Gegenschalls sich Geräusche aufheben.
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Die Filtervorrichtung soll also hierbei möglichst akustisch neutral arbeiten.
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Weiterhin ist ein Gehäuse vorhanden, das der Aufnahme der Filterelemente und der Gebläseanordnung dient, wobei mindestens Teile des Gehäuses einen Luftstromkanal mit einer Luftansaug- und einer Luftaustrittsseite bilden.
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Die Gehäuseanordnung kann wiederum mit einer schalldämmenden Auskleidung versehen sein, um Schwingungen und deren Übertragung in den entsprechenden Raum bzw. die Gehäuseumgebung zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß ist das Gehäuse zum unmittelbaren Einbau in einen Freiraum einer Gebäudeinnenwand eines Gebäuderaumes ausgeführt.
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Das Gehäuse mit seinen aufgenommenen Komponenten füllt den Freiraum im Wesentlichen aus. Die Luftansaug- und Luftaustrittsseite des Gehäuses ist zum Gebäuderaum orientiert.
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Das Gehäuse wird bevorzugt akustisch entkoppelt in den Freiraum der Gebäudeinnenwand eingesetzt oder über entsprechende Dämpfungselemente an der Gebäudeinnenwand fixiert.
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Die zum Gebäuderaum weisende Seite des Gehäuses ist mit einer lösbaren Abdeckung versehen, wobei die Abdeckung einen Zugang zum Luftstromkanal aufweist.
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Die Abdeckung kann hierbei gleichzeitig dazu dienen, die Strömungsrichtung hinsichtlich angesaugter und ausgestoßener Raumluft so zu verändern und zu verteilen, dass ein als unangenehm empfundenes Strömen im Sinne eines Anblasens von Personen oder Gegenständen, die sich in der entsprechenden Umgebung befinden, vermeidbar ist.
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Die Filterelemente, die zum Beispiel auch ein Pollenfilter umfassen können, sind bevorzugt als Einschubkassetten ausgeführt. Diesbezüglich befindet sich im Gehäuseinneren eine entsprechende Kassettenaufnahme. Das Einschieben und Arretieren der Filterelemente kann beispielsweise über an sich bekannte Profilschienen, ähnlich denjenigen bekannt aus dem Möbelbau, realisiert werden.
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An der zur Gebäudeinnenwand weisenden Seite sind außenseitig am Gehäuse Mittel zum kraft- und/oder formschlüssigen Fixieren der Filtervorrichtung im Freiraum der Gebäudeinnenwand ausgebildet. Diese Mittel können gleichzeitig der akustischen Entkopplung zwischen der Filtervorrichtung und der entsprechenden Gebäudeinnenwand dienen, um hier Resonanzeffekte und eine akustische Einkopplung von vornherein auszuschließen.
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Bevorzugt an der Rückseite des Gehäuses in Einschubrichtung bezogen auf den Freiraum ist eine Kontaktanordnung zur Zuführung elektrischer Energie ausgebildet, welche zu einer Gegenkontaktanordnung im Freiraum komplementär ist.
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Diese Kontaktanordnung kann analog bekannter Kaltgerätestecker realisiert werden. Ziel ist es hier, eine notwendige Verkabelung beim elektrischen Anschluss zu vermeiden, sondern sicherzustellen, dass mit dem Einschieben der Filteranordnung, die sich im Gehäuse befindet, beim Erreichen einer entsprechenden Endposition automatisch die elektrische Stromversorgung sichergestellt wird.
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Mindestens eines der eingesetzten Filterelemente weist eine elektrostatische Abscheideeinrichtung, eine UV-Strahlung erzeugende Einrichtung und/oder eine Einrichtung zur photokatalytischen Luftreinigung auf.
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Durch die Möglichkeit innerhalb der Filteranordnung eine UV-Strahlung erzeugende Einrichtung zu integrieren, kann eine Raumluft-Desinfektion erfolgen, ohne dass für Mensch und Tier schädliche UV-Strahlung, insbesondere UV-C-Strahlung, selbst in den Raum, in dem sich Personen aufhalten, gelangt.
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Innerhalb des Luftstromkanals kann bei einer Ausgestaltung der Erfindung eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer Schadstoffbelastung ausgebildet sein.
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Diese Sensoranordnung steht mit einer Auswerte- und Steuereinheit in Verbindung, so dass die Gebläseanordnung entsprechend aktiviert oder deaktiviert werden kann.
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Je nach ermitteltem Belastungsgradient kann der Luftstrom beeinflusst, das heißt die Strömungsgeschwindigkeit und die zu fordernde Luftmenge geregelt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft in einem Analyse-Sensorbetrieb ein Lüfter der Gebläseanordnung mit minimaler Drehzahl. Ziel ist es hierbei, dafür Sorge zu tragen, dass der in der Filtervorrichtung angeordnete Sensor immer mit einer signifikanten Menge Raumluft in Kontakt kommt, und zwar ganz unabhängig von möglichen, nicht reproduzierbaren Kamineffekten bezogen auf die ansonsten gegebenen Strömungsverhältnisse.
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Wird eine einen Schwellwert überschreitende Schadstoffbelastung erkannt, dann erfolgt ein Hochfahren der Gebläseanordnung durch entsprechende Steigerung der Drehzahlen nebst entsprechender Förderung von Raumluft durch die Filteranordnung.
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Die Steuereinheit kann mit einer Zeitsteuerung in Verbindung stehen, wobei die Zeitsteuerung das Aktivieren oder Deaktivieren der Gebläseanordnung prioritär vorgibt. Hierdurch soll vermieden werden, dass zum Beispiel in den Nacht- oder Ruhezeiten ein unnötiges Aktivieren der Filtervorrichtung erfolgt. Auch kann das Einhalten einer maximalen Drehzahl und damit eine nicht zu überschreitende Geräuschentwicklung in Nacht- und/oder Ruhezeiten vorgegeben werden.
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Es besteht hier die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung ergänzend mit einem DCF-Uhrenmodul auszurüsten, um unabhängig von Sommer- oder Winterzeit oder sonstigen Zeitzonen den entsprechenden korrekten Bezug zur Tageszeit herzustellen, ohne dass es hier eines Eingriffes mit Nachstellen einer Uhrzeit bedarf.
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Wie bereits erwähnt, ist der Luftstromkanal einschließlich Luftansaug- und -austrittsseite so ausgebildet, dass eine als störend empfundene Strömung in dem Gebäuderaum vermieden wird. Hier kann luftstromumleitend die bereits erwähnte Abdeckung benutzt werden.
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Da die Abdeckung grundsätzlich austauschbar ausgeführt ist, besteht die Möglichkeit, entsprechend den gegebenen Voraussetzungen im Gebäuderaum auch solche Abdeckungen einzusetzen, die gezielt und auf den Einsatzfall bezogen eine Luftstromumlenkung oder Luftstromverteilung ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin über eine Luftschnittstelle verfügen. Hierunter wird die Möglichkeit einer drahtlosen Kommunikation über ein WLAN oder eine Bluetooth-Übertragungsstrecke verstanden.
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Mittels einer Applikationssoftware sind Sender- und Steuerdaten mit einem mobilen Endgerät austauschbar. Ebenso besteht die Möglichkeit, von einem mobilen Endgerät aus mit einer entsprechenden Applikationssoftware die erfindungsgemäße Vorrichtung zu steuern.
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Mittels der Luftschnittstelle kann darüber hinaus eine Einbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine zentrale Steuerung der Haustechnik vorgenommen werden.
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Insbesondere dann, wenn über ein mobiles Endgerät Daten einer aktuellen Pollenbelastung oder Daten zum aktuellen Pollenflug zur Verfügung stehen, kann bereits vorausschauend das Aktivieren der Filtervorrichtung oder ein Abschalten selbiger in die Wege geleitet werden.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung der Vorderansicht auf die erfindungsgemäße Filtervorrichtung;
- 2 eine Schnittdarstellung einer Gebäudeinnenwand mit eingesetzter Filtervorrichtung und Abdeckung bzw. Blende auf der Wand;
- 3 eine Draufsicht auf eine Gebäudeinnenwand mit eingesetzter Filtervorrichtung und Blende; und
- 4 eine Seitenansicht der Filtervorrichtung mit angedeuteten Kassettenaufnahme für die Einschubkassetten der einzelnen Filter bzw. Abscheider oder dergleichen, den Luftstrom beeinflussenden bzw. diesen reinigenden Elementen.
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Die Filtervorrichtung 1 gemäß den figürlichen Darstellungen umfasst ein Gehäuse 2.
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Im Gehäuse 2 sind mehrere Kassettenaufnahmen 3 befindlich.
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In einem oberen Abschnitt 4 sowie einem unteren Abschnitt 5 befinden sich Luftansaug- bzw. Luftaustrittsöffnungen, die in Verbindung mit den in den Figuren nicht gezeigten Filterelementen einen Luftstromkanal bilden.
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Das Gehäuse 2 ist zum Einsetzen in einen Freiraum einer Gebäudeinnenwand 6 eines Gebäuderaumes ausgeführt.
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Der Freiraum bildet keinen Durchbruch durch die Gebäudeinnenwand, sondern stellt sich als Hohlraum mit einseitiger Öffnung dar.
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Über die Öffnung wird dann das Gehäuse der Filtervorrichtung eingeschoben und arretiert.
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Die Vorderseite des Gehäuses kann eine Kragung 7 in Form von durch Abkantung erzeugten Abschnitten aufweisen.
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Mit Hilfe der Kragung 7 kann das Gehäuse 2 bzw. die Filtervorrichtung 1 an der Oberfläche der Gebäudeinnenwand 6, zum Beispiel durch Verschrauben, befestigt werden. Bevorzugt erfolgt die Verbindung mit der Gebäudeinnenwand 6 unter Zwischenlage eines dämmenden Materials, um eine Übertragung von Körperschall, bedingt durch die in den Zeichnungen nicht gezeigte Gebläseanordnung auf die Gebäudeinnenwand 6 zu verhindern bzw. zu unterdrücken.
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Die Darstellungen nach den 2 und 3 lassen die in den Freiraum der Gebäudeinnenwand 6 eingesetzte Filtervorrichtung erkennen, wobei in den Darstellungen nach 2 und 3 noch eine Abdeckung mit der Vorderseite des Gehäuses 2 verbunden ist, um die entsprechende Gehäuseseite abzuschließen und den Strömungskanal sowie die Strömungsrichtung zu definieren.
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Die Abdeckung 8 bzw. entsprechende Blende ist austauschbar und kann an die gegebenen räumlichen Situationen und im Hinblick auf gestalterische Ziele ausgetauscht und angepasst werden.
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Die Seitenansicht nach 4 der Filtervorrichtung lässt erkennen, dass es sich bei dem Gehäuse 2 um eine Gestaltung nach Art eines Einschubes handelt, der in seinem Inneren die notwendigen Komponenten wie Filterelemente, Gebläseanordnung, Sensorik, Steuerung oder dergleichen aufnimmt.
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In erfindungsgemäßer Weise können Teile des Gehäuses 2, insbesondere Abschnitte der Kragung 7, als Antenne für den Aufbau einer Luftschnittstelle ausgeführt werden, so dass die Möglichkeit besteht, bidirektional Daten zur Filteranordnung zu übertragen oder aber auch von dort befindlichen Sensoren in ein Haustechniksystem einzugeben, um neben einer z.B. Heizungssteuerung auch ein gezieltes Inbetriebnehmen der Filtervorrichtung zu bewerkstelligen. Dabei besteht die Möglichkeit, im Gehäuse 2, insbesondere in der Kragung 7, zur Bildung eines Monopol-Strahlers einen entsprechenden Schlitz einzubringen, der dann kapazitiv mit einer Sende-Empfängervorrichtung gekoppelt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung besteht die Möglichkeit, mindestens eine der Kassettenaufnahmen 3 mit einer Einrichtung zur Feuchtigkeitsanreicherung der durchströmten Luft oder aber auch zur Trocknung zu versehen, wobei möglicherweise auftretende Flüssigkeitsmengen durch eine wannenartige Schale aufgefangen werden kann. Diese wannenartige Schale kann eine besonders ausgestaltete Verdunstungsoberfläche besitzen, um je nach Raumluftklima die gesammelte Feuchtigkeit wieder abzugeben, ohne dass es eines manuellen Eingriffes hinsichtlich Entnahme der Wanne oder Schale zur Entfernung von Feuchtigkeit bedarf.
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Beispielsweise über die Rückseite des Gehäuses besteht die Möglichkeit, Steckkontakte anzuordnen, die mit Gegenkontakten im Freiraum der Gebäudeinnenwand in Wechselwirkung treten, um eine Stromversorgung der elektrischen Komponenten innerhalb der Filtervorrichtung sicherzustellen, ohne dass es einer separaten Verkabelung bedarf. Eine solche technische Lösung reduziert sowohl den Installations- als auch den Wartungsaufwand.
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Im Hinblick auf die bereits erwähnten architektonischen und gestalterischen Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Abdeckung der Gehäusevorderseite kann diese Abdeckung auch zum Beispiel als ein künstlerisches Werk, Bild, Foto oder dergleichen realisiert werden. Damit ist nicht von vornherein und ohne Weiteres ersichtlich, dass sich hinter einem derartigen künstlerischen Objekt eine technische Einrichtung befindet.
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In einer Weiterbildung der Erfindung besteht darüber hinaus die Möglichkeit, eine der Kassettenaufnahmen so auszugestalten, dass gezielt desinfizierende oder Duftstoffe abgegeben und hierdurch gesteuert der Raumluft zugeführt werden.
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Über eine Wirkleistungsmessung der Motoren eingesetzter Axial- und/oder Radiallüfter kann indirekt festgestellt werden, ob und inwieweit ein definierter Verschmutzungsgrad der eingesetzten Filterelemente bereits eingetreten ist. Diesbezüglich kann auch eine mögliche Restnutzungsdauer ermittelt und auf einem mobilen Endgerät über die Luftschnittstelle angezeigt werden. Auch ist diesbezüglich ein gezielter Austausch unter Ausnutzung maximaler Wartungsintervalle möglich.
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Steigt die Wirkleistung der Motoren der Gebläseanordnung an und bleibt dieses angestiegene Leistungsniveau über einen vorgegebenen Zeitraum erhalten, ist hieraus schlussfolgerbar, dass der erreichte Verschmutzungsgrad eine ausreichende Filterwirkung nicht mehr gewährleistet, so dass ein entsprechender Austausch oder eine Reinigung der Filterelemente angezeigt ist.
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Da bei einer längeren Außerbetriebnahme womöglich die Gefahr einer Schimmelbildung auf den Filterelementen besteht, sind in einer Ausführungsform der Erfindung ultraviolette Strahlung erzeugende Mittel, insbesondere lichtemittierende Dioden, an oder in der Nähe der Filterelemente angeordnet, um im regelmäßigen Turnus oder im Hinblick auf einen externen Steuerbefehl UV-Strahlung zu erzeugen, welche keimtötend und schimmelpilzverhindernd wirkt.
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Durch mechanisch, insbesondere elektromagnetisch oder elektromotorisch, schalt- und steuerbare Klappen besteht bei einer Weiterbildung der Erfindung die Möglichkeit, den Luftstromkanal zu beeinflussen, das heißt beispielsweise dessen Querschnitt zu verändern, gezielt Filterelemente bypassartig zu umgehen oder einzelne Filterelemente mehrfach durchströmen zu lassen. Hierdurch kann die Baugröße der gesamten Vorrichtung verkleinert werden und es besteht die Möglichkeit, individuelle Bedürfnisse beim jeweiligen anstehenden Fall der Luftreinigung zu berücksichtigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0067115 A1 [0002]
- EP 0427350 B1 [0003]
- US 2017/0216756 A1 [0004]
- DE 10315280 A1 [0005]
- DE 3834942 C2 [0008]
