DE102022119698A1

DE102022119698A1 - Lüftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022119698A1
Application number: DE102022119698.4A
Authority: DE
Inventors: Paul Mathis
Original assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-08
Also published as: WO2024027878A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung, umfassend einen drehbar gelagerten Ventilator (1) mit einer ersten und einer zweiten Schaufelreihe (1.1, 1.2), eine erste, mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende und eine zweite, mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung (2.1, 2.2) und eine erste, mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende und eine zweite, mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung (3.1, 3.2). Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass erste Durchströmkanäle (4.1) eines Kreuzstromwärmeübertragers (4) mit der ersten Luftabführung (3.1) der ersten Schaufelreihe (1.1) und zweiter Durchströmkanäle (4.2) des Kreuzstromwärmeübertragers (4) mit der zweiten Luftzuführung (2.2) der zweiten Schaufelreihe (1.2) in Verbindung stehend ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Lüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument CN 2436701 Y bekannt. Diese Lüftungsvorrichtung besteht aus einem drehbar gelagerten Ventilator mit einer ersten und einer zweiten Schaufelreihe, einer ersten, mit der ersten Schaufelreihe luftleitend in Verbindung stehenden und einer zweiten, mit der zweiten Schaufelreihe luftleitend in Verbindung stehenden Luftzuführung und einer ersten, mit der ersten Schaufelreihe luftleitend in Verbindung stehenden und einer zweiten, mit der zweiten Schaufelreihe luftleitend in Verbindung stehenden Luftabführung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine energieeffizientere Lüftungsvorrichtung geschaffen werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Lüftungsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass erste Durchströmkanäle eines Kreuzstromwärmeübertragers mit der ersten Luftabführung der ersten Schaufelreihe und zweiter Durchströmkanäle des Kreuzstromwärmeübertragers mit der zweiten Luftzuführung der zweiten Schaufelreihe in Verbindung stehend ausgebildet sind.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass einerseits die erste, vorzugsweise umfänglich am Ventilator vorgesehene Luftabführung mit ersten, an einer ersten Seite des Kreuzstromwärmeübertragers beginnenden Durchströmkanälen und andererseits die zweite, ebenfalls vorzugsweise umfänglich am Ventilator vorgesehene Luftzuführung mit zweiten, an einer zweiten Seite des Kreuzstromwärmeübertragers beginnenden Durchströmkanälen luftleitend verbunden ausgebildet ist.
Der vorstehend mehrfach benutzte Begriff „luftleitend“ bringt dabei zum Ausdruck, dass die Verbindungen zwischen den Schaufelreihen und Luftführungen dazu vorgesehen sind, Luft zu leiten.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass unter dem verwendeten Begriff „Kreuzstromwärmeübertrager“ im Rahmen dieses Dokuments stets auch ein sogenannter „Kreuz-Gegenstromwärmeübertrager“ zu verstehen ist, die sich ansonsten lediglich in ihrer Durchströmungsrichtung voneinander unterscheiden.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt

1 im Schnitt die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung;
2 als 3-D-Schnitt die Lüftungsvorrichtung gemäß 1;
3 perspektivisch die Lüftungsvorrichtung gemäß 1 von außen;
4 als 3-D-Schnitt aus einer ersten Richtung die Baugruppe aus Luftzuführung und Luftabführung für die Lüftungsvorrichtung gemäß 1;
5 als 3-D-Schnitt aus einer zweiten Richtung die Baugruppe aus Luftzuführung und Luftabführung für die Lüftungsvorrichtung gemäß 1;
6 perspektivisch als Rückansicht die Baugruppe gemäß 4 und 5;
7 perspektivisch in Vorderansicht der Ventilator für die Lüftungsvorrichtung gemäß 1; und
8 als 3-D-Schnitt in Rückansicht der Ventilator gemäß 7.

Die in den Figuren dargestellte Lüftungsvorrichtung besteht zunächst in bekannter Weise aus einem drehbar gelagerten Ventilator 1 mit einer ersten und einer zweiten Schaufelreihe 1.1, 1.2, einer ersten, mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehenden und einer zweiten, mit der zweiten Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehenden Luftzuführung 2.1, 2.2 und einer ersten, mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehenden und einer zweiten, mit der zweiten Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehenden Luftabführung 3.1, 3.2.
Mit Verweis insbesondere auf die 7 und 8 ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass die erste Schaufelreihe 1.1 konzentrisch um die zweite Schaufelreihe 1.2 herum angeordnet ist. Um dabei mögliche Leckagen bzw. pneumatische Kurzschlüsse der strömenden Luft weitestgehend zu unterbinden, ist ferner insbesondere bevorzugt zwischen den beiden Schaufelreihen 1.1, 1.2, aber vorzugsweise auch am äußere Umfang des Ventilators eine (sogenannte) Labyrinth-Dichtung 1.3 (siehe hierzu https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Labyrinthdichtung &oldid=224226270) vorgesehen.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung ist nun, dass erste Durchströmkanäle 4.1 eines Kreuzstromwärmeübertragers 4 mit der ersten Luftabführung 3.1 der ersten Schaufelreihe 1.1 und zweiter Durchströmkanäle 4.2 des Kreuzstromwärmeübertragers 4 mit der zweiten Luftzuführung 2.2 der zweiten Schaufelreihe 1.2 in Verbindung stehend ausgebildet sind. Dabei ist dort, wo die Durchströmkanäle 4.1, 4.2 am Kreuzstromwärmeübertrager beginnen bzw. enden, vorzugsweise jeweils eine Durchströmebene 4.3, 4.4 am Kreuzstromwärmeübertrager vorgesehen, wobei darüber hinaus bevorzugt vorgesehen ist, dass diese beiden Durchströmebenen 4.3, 4.4 zueinander in einem Winkel von 90 bis 180°, vorzugsweise von 110 bis 160°, ganz besonders bevorzugt von 150°, angeordnet sind.
Noch etwas genauer betrachtet, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung 3.1 bezüglich ihres Einströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisringförmig ausgebildet ist.
In gleicher Weise ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die mit der zweiten, vorzugsweise inneren Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung 2.2 bezüglich ihres Ausströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisförmig, vorzugsweise wegen eines möglichen Antriebs ebenfalls kreisringförmig, ausgebildet ist.
Dabei ist weiterhin - entsprechend der Anordnung der Schaufelreihen 1.1, 1.2 - bevorzugt vorgesehen, dass der kreisringförmige Einströmquerschnitt der Luftabführung 3.1 der ersten Schaufelreihe 1.1 den kreisförmigen, gegebenenfalls bzw. insbesondere kreisringförmigen, Ausströmquerschnitt der Luftzuführung 2.2 der zweiten Schaufelreihe 1.2 konzentrisch umschließend ausgebildet ist.
Nochmals in anderen Worten ausgedrückt, ist somit bevorzugt vorgesehen, dass die mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung 3.1 die mit der zweiten Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung 2.2 ventilatorseitig konzentrisch umschließend ausgebildet ist.
Weiterhin ist einerseits bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise die erste und/oder die zweite Luftzuführung 2.1, 2.2 als Kanal ausgebildet sind bzw. ist. Andererseits ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise die erste und/oder die zweite Luftabführung 3.1, 3.2 als Kanal ausgebildet sind bzw. ist.
Wie besonders gut aus den 5 und 6 ersichtlich, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass die mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung 3.1 bezüglich ihres Ausströmquerschnitts kreuzstromwärmeübertragerseitig halbkreisförmig bzw. zumindest angenähert halbkreisförmig ausgebildet ist. In gleicher Weise ist dabei ferner bevorzugt vorgesehen, dass die mit der zweiten Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung 2.2 bezüglich ihres Einströmquerschnitts kreuzstromwärmeübertragerseitig (ebenfalls) halbkreisförmig bzw. zumindest angenähert halbkreisförmig ausgebildet ist.
Insgesamt betrachtet, ist dabei ferner bevorzugt vorgesehen, dass der halbkreisförmige Ausströmquerschnitt der Luftabführung 3.1 der ersten Schaufelreihe 1.1 und der halbkreisförmige Einströmquerschnitt der Luftzuführung 2.2 der zweiten Schaufelreihe 1.2 zusammen einen insgesamt kreisförmigen bzw. mindestens angenähert kreisförmigen Anschlussquerschnitt zum Kreuzstromwärmeübertrager 4 bilden.
Nochmals aus einer anderen Perspektive betrachtet, ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die mit der ersten Schaufelreihe 1.1 luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung 2.1 bezüglich ihres Ausströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisringförmig ausgebildet ist. In gleicher Weise ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die mit der zweiten Schaufelreihe 1.2 luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung 3.2 bezüglich ihres Einströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisförmig, insbesondere kreisringförmig (siehe oben), ausgebildet ist.
Zur Vermeidung einer ventilatorseitigen Vermischung bzw. Verwirbelung der Luftzuführung bzw. der Luftabführung ist ferner (nicht extra dargestellt) bevorzugt vorgesehen, dass ein Abstand zwischen dem Ventilator 1 und einer Austrittsquerschnittsfläche der zweiten Luftabführung 3.2 mindestens 3 cm länger, vorzugsweise mindestens 6 cm länger, ganz besonders bevorzugt doppelt so lang, als/wie ein Abstand zwischen einer Eintrittsquerschnittsfläche der ersten Luftzuführung 2.1 und dem Ventilator 1 ausgebildet ist. Alternativ kann aber auch (wie dargestellt) vorgesehen sein, dass eine Zuströmung zur ersten Luftzuführung 2.1 eintrittsöffnungsseitig jedenfalls am Anfang radial, aber eine Abströmung von der zweiten Luftabführung 3.2 austrittsöffnungsseitig jedenfalls am Ende axial erfolgt. Es ist mithin dafür gesorgt, dass sich die Luftströme, was offenkundig ungünstig wäre, nicht kreuzen.
Wie besonders gut aus den 4 und 5 ersichtlich, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die Luftzuführung 2.1, 2.2 und die Luftabführung 3.1, 3.2 als Baugruppe zwischen dem Ventilator 1 und dem Kreuzstromwärmeübertrager 4 angeordnet sind.
Ganz besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Baugruppe wahlweise einstückig aus- und/oder aus Kunststoff gebildet ist.
Außerdem ist mit Verweis auf die 2 und 4 besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Baugruppe einen Bauraum 23 zur Aufnahme eines Antriebsmotors 10 für den Ventilator 1 aufweist. Dieser Bauraum 23 befindet sich dabei vorzugsweise im Zentrum der zweiten Schaufelreihe 1.2.
Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Kreuzstromwärmeübertrager 4 nicht nur zum Wärmetransport, sondern - als sogenannter Enthalpie-Übertrager - auch zum Stofftransport ausgebildet ist.
Wie sich insbesondere aus 3 schließen lässt, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung in einer Wand eines Gebäudes angeordnet und dabei ganz besonders bevorzugt als dezentrales Lüftungsgerät ausgebildet ist.
Hierzu ist schließlich noch bevorzugt vorgesehen, dass die Lüftungsvorrichtung, bei der der Kreuzstromwärmeübertrager im Grunde zur Wärmerückgewinnung dient, zur Temperierung von durch diese hindurch strömender Luft mit einer elektrischen Temperiereinrichtung (nicht extra dargestellt) versehen ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Lüftungsgerät wird wie folgt durchströmt:

Frische Außenluft gelangt über die erste Luftzuführung 2.1 zur ersten Schaufelreihe 1.1 des Ventilators 1. Von dort strömt sie über die erste Luftabführung 3.1, die ventilatorseitig vorzugsweise kreisringförmig und kreuzstromwärmeübertragerseitig vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet ist (siehe insbesondere 5), zur Durchströmebene 4.4 des Kreuzstromwärmeübertragers 4 und von dort in dessen erste Durchströmkanäle 4.1. An deren Ende angelangt, wird die Luft vorzugsweise an einer Innenblende in eine erste Richtung über eine Ausströmöffnung in den zu belüftenden Raum (innerhalb des Gebäudes) eingeblasen.

Gleichzeitig wird über eine vorzugsweise in einer zweiten, entgegen gesetzten Richtung an der Innenblende angeordneten Ansaugöffnung verbrauchte Raumluft durch die zweiten Durchströmkanäle 4.2 des Kreuzstromwärmeübertrager 4 gesaugt. In diesem wird mindestens Wärme (gegebenenfalls auch Feuchtigkeit, als Wasser als Stoff) von der verbrauchten Raumlauf auf die angesaugte Frischluft übertragen. Nach dem Durchströmen der Durchströmebene 4.3 gelangt die Luft zunächst zur kreuzstromwärmeübertragerseitig halbkreisförmig ausgebildeten zweiten Luftzuführung 2.2. Von dort strömt die Raumluft dann weiter bis zum Ventilator 1, wobei die zweite Luftzuführung 2.2 dort dann kreisringförmig ausgebildet ist. Dort angelangt, durchströmt die Raumluft dann die zweite Schaufelreihe 1.2 des Ventilators 1 und gelangt dann zur zweiten, vorzugsweise ebenfalls kreisringförmigen Luftabführung 3.2, von wo sie dann ins Freie (außerhalb des Gebäudes) abgeblasen wird.
Bezugszeichenliste

1: Ventilator
1.1: erste Schaufelreihe
1.2: zweite Schaufelreihe
1.3: Labyrinth-Dichtung
2.1: erste Luftzuführung
2.2: zweite Luftzuführung
3.1: erste Luftabführung
3.2: zweite Luftabführung
4: Kreuzstromwärmeübertrager
4.1: erste Durchströmkanäle
4.2: zweite Durchströmkanäle
4.3: Durchströmebene
4.4: Durchströmebene
10: Antriebsmotor
23: Bauraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

CN 2436701 Y [0002]

Claims

Lüftungsvorrichtung, umfassend einen drehbar gelagerten Ventilator (1) mit einer ersten und einer zweiten Schaufelreihe (1.1, 1.2), eine erste, mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende und eine zweite, mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung (2.1, 2.2) und eine erste, mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende und eine zweite, mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung (3.1, 3.2), dadurch gekennzeichnet, dass erste Durchströmkanäle (4.1) eines Kreuzstromwärmeübertragers (4) mit der ersten Luftabführung (3.1) der ersten Schaufelreihe (1.1) und zweiter Durchströmkanäle (4.2) des Kreuzstromwärmeübertragers (4) mit der zweiten Luftzuführung (2.2) der zweiten Schaufelreihe (1.2) in Verbindung stehend ausgebildet sind.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung (3.1) bezüglich ihres Einströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisringförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung (2.2) bezüglich ihres Ausströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Einströmquerschnitt der Luftabführung (3.1) der ersten Schaufelreihe (1.1) den kreisförmigen Ausströmquerschnitt der Luftzuführung (2.2) der zweiten Schaufelreihe (1.2) konzentrisch umschließend ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung (3.1) bezüglich ihres Ausströmquerschnitts kreuzwärmeübertragerseitig halbkreisförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung (2.2) bezüglich ihres Einströmquerschnitts kreuzstromwärmeübertragerseitig halbkreisförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der halbkreisförmige Ausströmquerschnitt der Luftabführung (3.1) der ersten Schaufelreihe (1.1) und der halbkreisförmige Einströmquerschnitt der Luftzuführung (2.2) der zweiten Schaufelreihe (1.2) zusammen einen insgesamt kreisförmigen Anschlussquerschnitt zum Kreuzstromwärmeübertrager (4) bilden.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten Schaufelreihe (1.1) luftleitend in Verbindung stehende Luftzuführung (2.1) bezüglich ihres Ausströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisringförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der zweiten Schaufelreihe (1.2) luftleitend in Verbindung stehende Luftabführung (3.2) bezüglich ihres Einströmungsquerschnitts ventilatorseitig kreisförmig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführung (2.1, 2.2) und die Luftabführung (3.1, 3.2) als Baugruppe zwischen dem Ventilator (1) und dem Kreuzstromwärmeübertrager (4) angeordnet sind.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe einstückig ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzstromwärmeübertrager (4) nicht nur zum Wärmetransport, sondern auch zum Stofftransport ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Temperierung von durch diese hindurch strömender Luft mit einer elektrischen Temperiereinrichtung versehen ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einer Wand eines Gebäudes angeordnet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese als dezentrales Lüftungsgerät ausgebildet ist.