DE19635850A1 - Luftfiltereinheit und Verfahren zur Reinigung der Raumluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfiltereinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Reinigung der Raumluft nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 14.

Aus der DE 40 18 046 C2 ist eine Luftfiltereinheit mit Fil­ terelementen bekannt, wobei die Filterelemente oberhalb ei­ nes Heizkörpers angeordnet sind. Die durch den Heizkörper erwärmte Raumluft bildet einen aufsteigenden Luftstrom, dessen mitgeführte Schadstoffe in den strömungsabwärts an­ geordneten Filterelementen adsorbiert werden. Nachteilig an der bekannten Luftfiltereinheit ist, daß der aufsteigende Luftstrom Störeinflüssen durch die den Heizkörper umgebende Raumluft unterworfen ist, so daß nicht der gesamte aufstei­ gende Luftstrom gefiltert werden kann. Außerdem können sich Schadstoffe am oder im Heizkörper festsetzen, und bei Er­ schütterung können die Staubteilchen aus dem Filter in den Heizkörper zurückfallen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Nach­ teile der Luftfiltereinheit zu vermeiden und eine Luftfil­ tereinheit derart auszugestalten bzw. ein Verfahren zur Reinigung der Raumluft anzugeben, so daß eine verbesserte Filterleistung gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 13 auf.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß durch das Vorsehen eines den Wärmeübertrager umgebenden Ge­ häuses ein Luftkanal gebildet wird, der eine gezielte Füh­ rung des Luftstroms ermöglicht. Es wird dadurch ein zusätzlicher Kamineffekt erzeugt, der eine höhere Geschwindigkeit der Luftströmung bewirkt. Dadurch, daß das Filterelement in einem Lufteintrittsbereich angeordnet ist, werden die zu filtrierenden Schadstoffe der Raumluft bereits am Beginn der Luftströmung dem Luftstrom entzogen, so daß sich eine homogene Luftströmung innerhalb des Gehäuses ausbilden kann und sichergestellt ist, daß die gesamte umgewälzte Luft auch gefiltert wird. Vorteilhaft bildet die Luftfilterein­ heit gleichzeitig eine Verkleidung eines Wärmeübertragers, so daß dieser dem Anblick durch die im Raum befindlichen Personen verborgen ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Luftfil­ tereinheit ein Gehäuse mit einer Vorderwand und zwei sich dieser anschließenden vertikalen Seitenwände auf, die sich bis zu einer Hauswand erstrecken und an dieser befestigt sind. Somit werden im wesentlichen zwei Luftkanäle gebil­ det, wobei der erste vordere Luftkanal sich in einem Be­ reich zwischen der Vorderwand und dem Wärmeübertrager und der weitere hintere Luftkanal sich zwischen dem Wärmeüber­ trager und der Hauswand erstreckt. Vorteilhafterweise ent­ spricht der Querschnitt der parallelen Luftkanäle der sich quer zur Luftstromrichtung erstreckenden Fläche des Filte­ relements.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeüber­ trager als Heizkörper ausgebildet, der an einer Heizungsan­ lage des Gebäudes angeschlossen ist. Das Filterelement ist mit einem Abstand zu dem Heizkörper angeordnet, so daß kei­ nerlei elektrische Verbindung zu dem Heizkörper besteht und daher aufgrund der möglichen elektrostatischen Aufladung des Filterelements die Filterleistung erhöht werden kann. Der Heizkörper kann als Konvektionsheizkörper oder als Strahlungsheizkörper oder als Kombination beider ausgebil­ det sein.

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist dem Gehäuse ein Ventilator zugeordnet, der die Raumluft ansaugt und somit dem Filterelement eine erhöhte Luftmenge zur Adsorption zu­ führt. Vorteilhafterweise ist der Ventilator an einer Wand der Luftfiltereinheit innenseitig angeordnet, so daß die Luftfiltereinheit kompakt aufgebaut ist und einstückig an eine Innenwand des Raumes angebracht werden kann.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse eine Oberseite auf, die nach vorne über die Vorderseite ab­ ragt zur Ausbildung eines Luftleitelements. Das Luftleite­ lement bewirkt eine homogene Führung des durch die Auslaß­ öffnungen im oberen Bereich der Vorderwand hindurchströmen­ den Luftstroms, wobei der Luftstrom in Richtung des Raumes gerichtet ist. Weiterhin ist die Oberseite als Abstellflä­ che für Gegenstände, wie z. B. Blumentöpfe usw. geeignet.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Hauswand rückseitig der Luftfiltereinheit einen Durchbruch auf, der ein Filterelement aufweist, so daß zusätzliche Frischluft einströmen kann, die sich mit der Raumluft gleichmäßig zu einem Luftstrom vermischt, bevor sie in den Raum abgegeben wird. Durch die zusätzliche gefilterte Frischluft kann das Wohlbehagen der im Raum befindlichen Personen weiter erhöht werden, beispielsweise durch eine entsprechende Steuerung oder Regelung der Raumfeuchte.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei eingeschal­ tetem Heizkörper ein aufsteigender Luftstrom durch den Wär­ me abgebenden Heizkörper erzeugt, während im ausgeschalte­ ten Zustand des Heizkörpers ein Ventilator zugeschaltet wird zur Bildung eines aufsteigenden Luftstroms.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Innenwand rückseitig des Heizkörpers eine Isolierschicht angebracht, die den Kamineffekt der Luftfiltereinheit fördert und daher zu einem erhöhten Luftdurchsatz führt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Luftfilterein­ heit,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch eine Filtereinheit und

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Luftfiltereinheit.

In Fig. 1 ist ein Wärmeübertrager als Heizkörper 1 ausge­ bildet, wobei der Heizkörper 1 als Rippenheizkörper oder als Plattenheizkörper ausgebildet sein kann.

Der Heizkörper 1 verfügt über ein Zulauf-Anschlußrohr 2 und ein Ablauf-Anschlußrohr 3 für den Zulauf bzw. Ablauf eines Heizfluids. Der Heizkörper 1 ist über das Zulauf- Anschlußrohr 2 und Ablauf-Anschlußrohr 3 mit einem Rohrsy­ stem einer zentralen Heizungsanlage eines Gebäudes verbun­ den. Über einen Befestigungssteg 4 ist der Heizkörper 1 mit einer Innenwand 5 des Gebäudes fest verbunden. Ein an der Vorderseite des Heizkörpers 1 angebrachtes Thermostatventil 6 ermöglicht die Einstellung der Durchflußmenge des Heiz­ fluids durch den Heizkörper 1.

Der Heizkörper 1 ist von einer Luftfiltereinheit 7 umgeben, die aus einem Gehäuse 8 und einem Filterelement 9 besteht. Das Gehäuse 8 weist eine Vorderwand 10, zwei vertikale Sei­ tenwände 11 sowie eine Oberseite 12 und eine Unterseite 13 auf. Die Unterseite 13 ist als Rahmen ausgebildet, in dem das Filterelement 9 lösbar mit demselben verbunden ist. Zur lösbaren Verbindung mit dem Filterelement 9 kann die Unter­ seite 13 eine nicht dargestellte umlaufende Nut aufweisen, in die eine Nase des Filterelements 9 einsteckbar ist. Das Filterelement 9 erstreckt sich im wesentlichen voll flächig von einer Seitenwand 11 zu der gegenüberliegenden Seiten­ wand 11 des Gehäuses 8. Das Filterelement 9 kann mit einer Spannungsquelle verbunden sein, so daß eine zusätzliche elektrische Aufladung des Filterelements 9 erfolgen kann zur Verbesserung der Filterleistung.

Wie besonders gut aus Fig. 1 ersichtlich ist, steigt bei Betrieb des Heizkörpers 1 Warmluft gemäß Pfeilrichtung 14 auf, so daß sie durch ein in der Einlaßöffnung des Gehäuses 8 angeordnetes Filterelement 9 hindurchströmt, wobei die mitgeführten Schadstoffe in dem Filterelement 9 adsorbiert werden. Das Filterelement 9 kann als Partikelfilter oder als Aktivkohlefilter bzw. als eine Kombination beider Fil­ ter ausgebildet sein. Nach Durchströmen des Filterelements 9 teilt sich der Luftstrom, wobei ein Teilluftstrom 15 durch einen vorderen Luftkanals 16 und ein weiterer Teil­ luftstrom 17 durch einen hinteren Luftkanal 18 geführt wird. Der vordere Luftkanal 16 erstreckt sich zwischen der Vorderwand 10 des Gehäuses 8 und der Vorderseite des Heiz­ körpers 1, wohingegen der hintere Luftkanal 18 durch die hintere Längsseite des Heizkörpers 1 und der Innenwand 5 begrenzt ist. Durch die Ausbildung zweier durch Wände be­ grenzter Luftkanäle 16 und 18 erfolgt eine gezielte Führung des Luftstroms bis hin zu einem oberen Auslaßbereich des Gehäuses 8. Sofern der Heizkörper 1 freistehend innerhalb des Raumes angeordnet ist, weist das Gehäuse 8 zusätzlich eine Rückwand auf, so daß der Heizkörper 1 vollständig um­ schlossen ist.

Das Gehäuse 8 weist eine Auslaßöffnung 19 an einem oberen, sich der Oberseite 12 anschließenden Bereich der Vorderwand 10 auf. Die Auslaßöffnung 19 wird durch eine Anzahl von Schlitzen 20 gebildet, die sich - wie aus Fig. 3 zu ersehen ist - horizontal von einer Seitenwand 11 zu der gegenüber­ liegenden Seitenwand 11 erstrecken. Die Oberseite 12 ist als Luftleitelement 21 ausgebildet, das bezüglich der Vor­ derwand 10 einen Überstand aufweist und am vorderen Rand eine Schrägfläche 22 aufweist, so daß der im oberen Bereich zusammengeführte und gereinigte Luftstrom gleichmäßig an die Warmluft abgegeben werden kann.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weisen die Seitenwände 11 jeweils einen nach innen abgewinkelten Flansch 23 mit einer Bohrung auf, so daß das Gehäuse 8 mittels eines Befesti­ gungsmittels, insbesondere mittels einer Schraube 24, an der Innenwand 5 lösbar befestigt ist. Alternativ können die Seitenwände 11 auch Haken aufweisen, die in korrespondie­ renden Aufnahmen an der Innenwand des Raumes gehalten sind, so daß zur Montage bzw. Demontage kein Werkzeug erforder­ lich ist.

Das Filterelement 9 ist mit einem Abstand zu dem Heizkörper 1 angeordnet. Es wird dadurch eine elektrostatische Aufla­ dung des Filterelements 9 ermöglicht, die sich vorteilhaft auf die Filterleistung auswirkt. Ferner ist das Filterele­ ment 9 in einem ausreichenden Abstand zu einem Fußboden 29 des Raums angeordnet, so daß ein dem Volumen des Gehäuses 8 angepaßter Luftstrom angesaugt werden kann.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in einem unteren Bereich der Luftfiltereinheit 7 die Haus­ wand einen Durchbruch 30 aufweisen, der innenseitig ein weiteres Filterelement 31 aufweist zur Filterung von in die Luftfiltereinheit 7 einströmender Frischluft aus der Umge­ bung des Hauses. Außenseitig ist der Durchbruch 30 mit ei­ ner Rückschlagklappe 32 versehen, deren Lamellen den Frischluftstrom in Richtung der Luftfiltereinheit 7 durch­ las sen, den Weg des Luftstroms in die entgegengesetzte Richtung jedoch sperren. In dem unteren, unterhalb des Heizkörpers 1 angeordneten Eintrittsbereich der Frischluft erfolgt eine Mischung der gefilterten Frisch- und Raumluft, die zusammen aufsteigt und als homogener Luftstrom durch die Auslaßöffnung 19 an den Raum abgegeben wird.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Innenwand 5 rückseitig des Heizkörpers 1 mit einer Iso­ lierschicht 33 vollflächig bedeckt sein. Dies ermöglicht bei Betrieb des Heizkörpers 1 eine stärkere Erwärmung des Luftstroms, so daß eine größere Luftmenge aufsteigen kann.

Damit der Luftdurchsatz des Filterelements 9 erhöht wird, ist innerhalb des Gehäuses 8 ein Ventilator 25 angeordnet, der Luftleitelemente 26 aufweist, deren Rotationsbewegung den Luftstrom im Sinne einer Bewegung von unten nach oben verstärkt. Der Ventilator 25 ist in einem oberen Bereich mittig innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet. Über einen Be­ festigungssteg 27 ist der Ventilator 25 lösbar mit der In­ nenwand 5 verbunden. Alternativ kann der Ventilator 25 auch innenseitig an der Innenseite der Vorderwand 10 in einem unteren Bereich in der Nähe des Filterelements 9 befestigt sein. Der die Luftleitelemente 26 aufweisende Rotor des Ventilators 25 wird durch einen Elektromotor 28 angetrie­ ben, der eine Nennleistung abhängig von der Dicke des Fil­ terelements 9 von ca. 50 bis 150 Watt aufweisen kann.

Durch das Vorsehen eines Ventilators 25 wird insbesondere bei abgeschaltetem Heizkörper 1 eine Luftumwälzung erzeugt, so daß in Abhängigkeit von der eingestellten Ventilatorlei­ stung eine gewünschte Filterleistung erzeugt wird. Vorzugs­ weise ist der Ventilator 25 mit einem an der Außenseite des Gehäuses 8 angeordneten leicht zugänglichen elektrischen Schalter verbunden, mit dem die Ventilatorleistung einge­ stellt werden kann. Alternativ kann der Ventilator 25 auch bei Betrieb des Heizkörpers 1 zugeschaltet werden, so daß der Luftdurchsatz durch das Luftfilterelement 7 weiter er­ höht wird.

Die Luftfiltereinheit 7, insbesondere die Vorderwand 10 kann je nach Bedarf aus unterschiedlichen Materalien herge­ stellt sein, wie z. B. Aluminium oder Stahlblech zur Über­ tragung der Strahlungswärme des Heizkörpers 1, Holzwerk­ stoffe oder Kunststoffe mit wärmeisolierender Wirkung oder wärmespeichernde Werkstoffe wie Stein, Marmor, und zwar insbesondere für die Oberseite 12.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die zuge­ führte Luft bei höherer Raumtemperatur durch den Betrieb des Ventilators 25 gekühlt werden, so daß das Wohlbefinden der in dem Raum befindlichen Personen erhöht wird. Bei ei­ nem Frischluftanschluß kann auf diese Weise die trockene Außenluft gefiltert und dann abgekühlt dem Raum zugeleitet werden. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, daß der Frischluftkanal einen Ventilator aufweist, damit der Frischluftdurchsatz erhöht bzw. gesteuert werden kann.

Claims (16)

1. Luftfiltereinheit zur Reinigung der Raumluft mit minde­ stens einem Filterelement, das einem Wärmeübertrager zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter­ element (9) innerhalb eines Gehäuses (8) angeordnet ist, daß das Gehäuse (8) den Wärmeübertrager (1) minde­ stens an einer sich in vertikaler Richtung erstrecken­ den Seite des Wärmeübertragers (1) in einem Abstand um­ gibt zur Ausbildung eines Luftkanals (16, 18) und daß das Filterelement (9) in einem Lufteintrittsbereich des Gehäuses (8) angeordnet ist.

2. Luftfiltereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (8) mindestens eine Vorderwand (10) und mindestens zwei sich an diese anschließende, vertikal erstreckende Seitenwände (11) aufweist, der­ art, daß der Wärmeübertrager vollständig umschlossen ist.

3. Luftfiltereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wärmeübertrager als Heizkörper (1) ausgebildet ist, der sich in einem Abstand zu der Innenwand (5) erstreckt und daß das Gehäuse (8) an ei­ ner Innenwand (5) des Raums befestigt ist.

4. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterele­ ment (9) im Bereich einer unteren Einlaßöffnung des Ge­ häuses (8) angeordnet ist.

5. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) im oberen Bereich eine Auslaßöffnung (19) aufweist, die in einem oberen Endbereich der Vorderwand (19) an­ geordnet ist.

6. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterele­ ment (9) in einer Unterseite (13) des Gehäuses (8) in­ tegriert ist, wobei es sich vollflächig von der ersten Seitenwand (11) bis zu der gegenüberliegenden zweiten Seitenwand (11) erstreckt.

7. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterele­ ment (9) mit einem Abstand zu dem Heizkörper (1) ange­ ordnet ist.

8. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) einen Ventilator (25) aufweist zur Erzeugung eines Luftstroms in vertikaler Richtung, wobei der Ventilator (25) in einem mittleren Bereich zwischen den Seiten­ wänden (11) angeordnet ist.

9. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) eine Oberseite (12) mit einem nach vorn abragenden Luftleitelement (21) aufweist.

10. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersei­ te (13) derart von einem Fußboden (29) beabstandet ist, daß der Luftstrom das in der Einlaßöffnung angeordnete Filterelement (9) durchströmen kann.

11. Luftfiltereinheit nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durch­ bruch (30) in der Hauswand vorgesehen ist, derart, daß Frischluft von außen ansaugbar ist, die in einem Misch­ raum innerhalb der Luftfiltereinheit (7) mit der gefil­ terten Raumluft vermischt wird.

12. Luftfiltereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchbruch (30) innenseitig ein Fil­ terelement (31) aufweist zur Filterung der angesaugten Frischluft.

13. Verfahren zur Reinigung der Raumluft, wobei ein Luft­ strom durch ein Filterelement hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom zuerst durch ein an einer Einlaßöffnung eines Gehäuses (8) und un­ terhalb des Wärmeübertragers (1) angeordneten Filterele­ ment (9) hindurchgeleitet wird, dann der gereinigte Luftstrom in vertikaler Richtung entlang des Wärmeüber­ tragers (1) geführt wird und durch eine oberhalb des Wärmeübertragers (1) angeordnete Auslaßöffnung (19) an die Raumluft abgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch einen strömungsabwärts des Filterele­ ments (9) angeordneten Ventilator (25) angesaugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftstrom in einem Winterbetrieb des Wärmeübertragers erwärmt wird, derart, daß er in verti­ kaler Richtung von der Einlaßöffnung zu der Auslaßöff­ nung (19) geleitet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der gefilterte Luftstrom durch inner­ halb des Gehäuses (8) angeordnete Klimatisierungselemente befeuchtet oder entfeuchtet wird.