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Die Erfindung betrifft ein Klimagerät zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes in einem Gebäude.
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Klimageräte zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes, insbesondere Wohnraumes, sind grundsätzlich bekannt. Derartige Klimageräte weisen oftmals eine Außenluftklappe sowie eine der Außenluftklappe (strömungstechnisch) nachgeschaltete Filtereinrichtung auf. Ein solches Klimagerät ist beispielsweise in
DE 10 2004 049 621 A1 gezeigt.
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Grundsätzlich besteht bei derartigen Klimageräten, insbesondere bei ungünstigen Außenluftbedingungen (beispielsweise einer vergleichsweise niedrigen Temperatur und/oder einer vergleichsweise hohen relativen Luftfeuchtigkeit) das Problem, dass der Außenluftfilter durchfeuchtet wird. Um dies zu verhindern (bzw. zumindest zu reduzieren) ist es bekannt, dem Außenluftfilter ein (elektrisches) Heizregister vorzuschalten.
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Derartige Lösungen werden jedoch noch hinsichtlich einer Sicherheit im Betrieb als verbesserungswürdig angesehen. Insbesondere wurde erkannt, dass vorzugsweise alle im Klimagerät verbauten Komponenten durch einen Filter zu schützen sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Klimagerät vorzuschlagen, bei dem in vergleichsweise einfacher Art und Weise eine vergleichsweise sichere Verwendung desselben erfolgen kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Gebäude oder Gebäudeteil sowie entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Klimagerätes vorzuschlagen.
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Die obengenannte Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Klimagerät zum Heizen- und/oder Kühlen eines Raumes in einem Gebäude, umfassend mindestens eine offen- und zumindest teilweise (insbesondere vollständig) schließbare Luftklappe (Absperrklappe), insbesondere Außenluftklappe, über die Luft-, insbesondere Außenluft in das Klimagerät eintreten kann, sowie mindestens einen der Luft-, insbesondere Außenluftklappe strömungstechnisch nachgeschalteten Luft-, insbesondere Außenluftfilter zur Filterung von in das Klimagerät einströmender Luft-, insbesondere Außenluft, wobei die Luft-, insbesondere Außenluftklappe eine Heizeinrichtung umfasst, um die Luft-, insbesondere Außenluft vor dem Passieren des Filters vorzuwärmen.
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Ein Gedanke der Erfindung liegt darin, eine ohnehin vorgesehene Luftklappe Außenluftklappe), die ggf. nicht durch den Filter geschützt ist bzw. geschützt werden muss, so zu modifizieren, dass sie gleichzeitig ein Aufheizen (Erwärmen bzw. Vorwärmen) von einströmender Luft-, insbesondere Außenluft ermöglicht.
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Unter einer Luftklappe (Absperrklappe), insbesondere Außenluftklappe ist insbesondere eine zumindest teilweise schließbare (insbesondere vollständig schließbare) Öffnungseinrichtung zu verstehen, über die die Luft-, insbesondere Außenluft in das Klimagerät eintritt. Die Luft-, insbesondere Außenluftklappe kann eine oder mehrere Platte(n) und/oder eine oder mehrere Lamelle(n) aufweisen. Die Platte(n) und/oder Lamelle(n) ist (sind) vorzugsweise zur Variation eines Öffnungszustand der Luft-, insbesondere Außenluftklappe verschwenkbar und/oder (translatorisch) verschieblich.
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Unter Außenluft ist vorzugsweise ein Luftstrom zu verstehen, der überwiegend, ggf. zu mindestens 25 Vol.-% oder ggf. zu mindestens 50 Vol.-% oder mindestens 90 Vol.-% oder zumindest annähernd 100 Vol.-% aus Luft besteht, die (unmittelbar) aus einer Umgebung, insbesondere einem Außenbereich außerhalb eines Gebäudes/Gebäudeteiles, stammt. Optional kann die durch die Luftklappe strömende (kalte) Außenluft auch mit einem anderen Luftstrom gemischt sein.
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Besonders bevorzugt weist die Luft-, insbesondere Außenluftklappe eine Vielzahl von insbesondere verschwenkbaren (alternativ oder zusätzlich verschieblichen) Lamellen auf.
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Unter einer Lamelle ist insbesondere ein Bauteil zu verstehen, das sich in einer Längsrichtung weiter erstreckt als in einer Breitenrichtung und ggf. in der Breitenrichtung weiter erstreckt als in einer Dickenrichtung. Besonders bevorzugt ist eine Erstreckung in eine Längsrichtung mindestens 1,5-mal, weiter vorzugsweise mindestens 3-mal oder mindestens 5-mal so groß wie in eine Breitenrichtung. Alternativ oder zusätzlich ist eine Erstreckung in Breitenrichtung mindestens 1,5-mal, vorzugsweise mindestens 3-mal oder mindestens 5-mal so groß wie in eine Dickenrichtung. Wenn die Dimensionierung der jeweiligen Lamelle in einer der genannten Richtungen variiert, soll vorzugsweise zum Vergleich im vorliegenden Zusammenhang ein arithmetisches Mittel und/oder ein maximaler Wert herangezogen werden. Vorzugsweise kann jedoch eine Erstreckung in Längsrichtung und/oder in Breitenrichtung und/oder in Dickenrichtung konstant sein. Konkret kann die jeweilige Lamelle als (länglicher und flacher) Quader ausgebildet sein.
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Die Luftklappe, insbesondere die jeweilige Lamelle, kann (können) zumindest im Wesentlichen aus Metall (zu mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-%) aufgebaut sein, insbesondere auf Basis von Eisen und/oder Aluminium.
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Das Klimagerät kann vorzugsweise ein Gerätegehäuse aufweisen, in dem die einzelnen Teile des Klimagerätes aufgenommen sind. Neben einer Außenluftöffnung (die durch die Luftklappe verschließbar ist) kann auch eine (ggf. verschließbare) Abluftöffnung, eine (ggf. verschließbare) Zuluftöffnung und/oder eine (ggf. verschließbare) Fortluftöffnung, wie beispielsweise in
DE 10 2004 049 621 A1 gezeigt, vorhanden sein.
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Weiterhin kann das Klimagerät (insbesondere innerhalb des Gehäuses) einen Wärmetauscher (z. B. Rotations-Wärmetauscher), insbesondere für eine Wärmerückgewinnung aufweisen.
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In Ausführungsformen kann die Heizeinrichtung mindestens eine Widerstandsheizeinrichtung aufweisen. Die Widerstandsheizeinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen Heizdraht und/oder mindestens eine Heizschicht und/oder mindestens eine Heizplatte. Der Heizdraht ist vorzugsweise aus Metall und kann zu seiner Aufheizung durch einen elektrischen Strom durchflossen werden. Ein (jeweiliger) Heizdraht kann auf einer (oder mehreren) Lamelle(n) angeordnet sein und/oder an mindestens einem Rahmenteil der Luft-, insbesondere Außenklappe. Die Heizschicht (falls vorgesehen) kann ein Metall und/oder leitfähiges Polymer aufweisen und an einer, mehreren oder allen Lamelle(n) aufgebracht sein und/oder an mindestens einem Rahmenteil aufgebracht sein. Die Heizplatte kann aus einem Metall und/oder leitfähigen Polymer ausgebildet sein, wobei eine jeweilige Platte auf einer, mehreren oder allen Lamellen angeordnet sein kann oder die jeweilige Lamelle (teilweise oder vollständig) ausbilden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Heizeinrichtung mindestens einen Fluidkanal zum Durchleiten eines Heizfluides aufweisen. Konkret kann mindestens ein solcher Fluidkanal in einer, mehreren oder allen Lamelle(n) und/oder einem Rahmenteil der Luftklappe angeordnet sein. Die Heizeinrichtung kann weiterhin eine Energiequelle zum Aufheizen des Heizfluides umfassen, beispielsweise in Form eines Wärmetauschers und/oder mindestens eines elektrischen Heizelements (z. B. Heizspirale und/oder Heizschicht).
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Die Lamellen der Luftklappe können (insbesondere über eine jeweilige Lagereinrichtung) insbesondere schwenkbar, vorzugsweise an einem Rahmen, gelagert sein. Eine Heizenergiezufuhr (insbesondere Wärmeenergie- und/oder elektrische Energiezufuhr) kann vorzugsweise zumindest teilweise über die Lagereinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann ein elektrischer Stromanschluss für elektrische Heizstrukturen (z. B. Heizdrähte) über die Lagereinrichtung (zumindest teilweise) erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Lagereinrichtung einen Abschnitt eines Fluidkanals zum Zuführen eines Heizfluides aufweisen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise entsprechende Energie zum Aufheizen zugeführt werden. Die Lagereinrichtung ermöglicht vorzugsweise eine schwenkbare Lagerung der (jeweiligen) Heizlamelle(n).
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Die Heizeinrichtung ist zumindest teilweise an und/oder auf und/oder in Lamellen der Luftklappe und/oder an und/oder auf und/oder in einem Rahmen der Luftklappe angeordnet. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Aufheizen erfolgen.
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Die Heizeinrichtung kann steuer-, insbesondere regelbar sein, vorzugsweise mittels einer entsprechenden Steuer-, insbesondere Regeleinrichtung des Klimagerätes. Bei der Steuer- bzw. Regeleinrichtung kann es sich um eine zentrale Steuer- bzw. Regeleinrichtung handeln oder um eine separate Steuer- und/oder Regeleinrichtung für die Anwendung zur Steuerung bzw. Regelung der Heizeinrichtung. Die Steuerung bzw. Regelung kann sich insbesondere auf eine Heizleistung beziehen, die beispielsweise in Abhängigkeit von externen Bedingungen (beispielsweise einer Außenlufttemperatur) gesteuert, insbesondere geregelt wird.
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Das Klimagerät kann mindestens ein Temperatursensor aufweisen, insbesondere zur Bestimmung einer (Außen-)Lufttemperatur und/oder einer Temperatur von in den Filter (Außenluftfilter) eintretender Luft. Der Temperatursensor kann beispielsweise in und/oder an der Luftklappe angeordnet sein, insbesondere im Bereich einer nach außen weisenden Seite der Luftklappe. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Temperatursensor zwischen Luftklappe und Filter angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Temperatursensor in und/oder an dem Filter (Luftfilter) angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist das Klimagerät konfiguriert, so dass Messdaten des (jeweiligen) Temperatursensors an eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Heizeinrichtung weitergegeben werden können, so dass die Steuer- bzw. Regeleinrichtung die Heizeinrichtung entsprechend steuern bzw. regeln kann. Grundsätzlich kann der Temperatursensor beliebig (beispielsweise auch dem Filter nachgeschaltet) angeordnet sein (insbesondere solange grundsätzlich noch Rückschlüsse darüber gezogen werden können, inwiefern ein Steuer- bzw. Regelvorgang im Hinblick auf die Heizeinrichtung erforderlich ist, um eine Feuchtigkeit des Filters bzw. am Filter entsprechend zu reduzieren).
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Vorzugsweise ist mindestens ein Motor vorgesehen, um mindestens eine Schließeinrichtung, insbesondere Lamelle, der (Außen-)Luftklappe zu verschwenken und/oder zu verschieben (um die Luftklappe entsprechend zumindest teilweise zu öffnen bzw. zu verschließen).
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In Ausführungsformen kann mindestens ein Wärmetauscher, insbesondere Rotationswärmetauscher, vorgesehen sein, insbesondere für eine Wärmerückgewinnung.
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Ausführungsgemäß weist das Klimagerät ein Gehäuse auf, in und/oder an dem die Luft- bzw. Außenluftklappe angeordnet ist sowie in dem der Filter angeordnet ist. Weiterhin kann auch mindestens ein Wärmetauscher (insbesondere Rotations-Wärmetauscher) innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Weitere Öffnungseinrichtungen (Klappen) können am Gehäuse angeordnet sein, insbesondere die oben bereits genannten.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiter insbesondere gelöst durch ein Gebäude oder Gebäudeteil, umfassend das obige Klimagerät.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiter insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Klimagerätes der obigen Art. Bei dem Verfahren wird die Luft-, insbesondere Außenluftklappe vorzugsweise so (durch die Heizeinrichtung) beheizt, dass eine Feuchtigkeit (bzw. ein Wasseranteil) in dem Filter unter einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Luft-, insbesondere Außenluftklappe so beheizt, dass eine relative und/oder absolute Luftfeuchtigkeit von in den Filter eintretender und/oder aus dem Bereich der Luft-, insbesondere Außenluftklappe austretender Luft unter einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
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Weitere Verfahrensmerkmale ergeben sich aus der obigen und/oder nachfolgenden Beschreibung des Klimagerätes. Entsprechende funktionale Angaben und/oder Zweckangaben können insbesondere als konkrete Verfahrensschritte durchgeführt werden.
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Insgesamt kann auf einfache und sichere Art und Weise verhindert werden, dass insbesondere bei ungünstigen Luft-, insbesondere Außenluftbedingungen (beispielsweise einer niedrigen Temperatur und/oder einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit) beim Betrieb des Klimagerätes eine Problematik dahingehend auftritt, dass der Luft-, insbesondere Außenluftfilter durchfeuchtet wird. Um dies zu verhindern kann auf einfache Art und Weise mittels der beheizbaren Luft-, insbesondere Außenluftklappe eine Vorwärmung der Luft-, insbesondere Außenluft erfolgen.
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Die Luftklappe kann konkret als Jalousieklappe ausgebildet sein.
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In Ausführungsformen können einzelne Lamellen der Luft-, insbesondere Außenluftklappe Drähte aufweisen, die elektrisch beheizt sind (mit oder ohne elektronischer Temperaturregelung und/oder Überwachung). Die Wärme der Drähte (oder sonstigen elektrischen Heizeinrichtung) kann an die jeweilige Lamelle abgegeben werden. Ist die Luftklappe geöffnet, kann eine vom Klimagerät angesaugte Luft an den (beheizten) Lamellen vorbeiströmen. Die Lamellen können somit Wärme an den vorbeiströmenden Luftstrom abgeben. Die (Klappen-) Lamellen können (über eine Achse) mittels eines Elektromotors angetrieben werden.
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Insgesamt kann auf eine Filtervorwärmung mittels separatem Elektroregister verzichtet werden. Zusätzlich kann eine nachgeschaltete Wärmerückgewinnung (oder nachgeschalteter Wärmetauscher) vor Vereisung und Frost auf einfache Art und Weise geschützt werden.
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Auf einfache Art und Weise kann damit auch erreicht werden, dass jedes Bauteil durch einen Filter geschützt wird, da beispielsweise auf ein dem Luft-, insbesondere Außenluftfilter vorgeschaltetes Heizregister verzichtet werden kann. Insbesondere dadurch wird auf einfache Art und Weise die Betriebssicherheit verbessert.
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Konkret kann ausführungsgemäß zwischen Luft-, insbesondere Außenluftklappe und Luft-, insbesondere Außenluftfilter keine (zusätzliche) Heizeinrichtung vorgesehen sein (abgesehen von derjenigen, die in bzw. an der Luft-, insbesondere Außenluftklappe angeordnet ist).
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Der (Luft-, insbesondere Außenluft-) Filter ist vorzugsweise konfiguriert, den zu beheizenden und/oder zu kühlenden (Innen-) Raum und/oder das Klimagerät selbst vor Verschmutzung zu schützen.
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Der Filter ist vorzugsweise ein Feinstaubfilter.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Klimagerätes; und
- 2 eine schematische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Außenluftklappe.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt ein Klimagerät (teils hochschematisch) 10, umfassend ein Gehäuse 11, eine Außenluftklappe 12 sowie einen (Außenluft-) Filter 13. Der Pfeil 14 kennzeichnet (kalte) Außenluft, die durch die Außenluftklappe 12 aufgeheizt wird, so dass vorgewärmte Luft gemäß dem Pfeil 15 in den Filter 13 eintritt. Konkret weist die Außenluftklappe 12 eine Vielzahl von (hier schwenkbar gelagerten) Lamellen 16 auf, die über eine Heizeinrichtung 17 (siehe 2) beheizbar sind.
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Die Heizeinrichtung 17 kann eine Vielzahl von Heizdrähten 18 aufweisen, die auf der Oberfläche und/oder im Inneren der Lamellen 16 angeordnet sein können (siehe 2).
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Eine Stromzufuhr für die Heizdrähte 18 erfolgt vorzugsweise über eine Schwenklagereinrichtung (nicht im Detail dargestellt) innerhalb eines Rahmens 19 der Außenluftklappe.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Klimagerät
- 11
- Gehäuse
- 12
- Außenluftklappe
- 13
- Filter
- 14
- Pfeil
- 15
- Pfeil
- 16
- Lamelle
- 17
- Heizeinrichtung
- 18
- Heizdraht
- 19
- Rahmen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004049621 A1 [0002, 0014]
