DE19638535A1

DE19638535A1 - Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

Info

Publication number: DE19638535A1
Application number: DE19638535A
Authority: DE
Inventors: Manfred Diels
Original assignee: Individual
Current assignee: LTM GmbH
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2016-09-21
Also published as: DE19638535C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, umfassend ein innere und äußere Be- und Entlüftungsöffnungen aufweisendes Gehäuse, in dem Wärmeüber tragungsmittel zum übertragen der Wärme von dem Entlüftungs luftstrom auf den Belüftungsluftstrom sowie eine Gebläseein richtung zum Fördern der Luftströme angeordnet sind.

Derartige Be- und Entlüftungsanlagen sind hinlänglich be kannt und werden in Gebäuden für die Frischluftzufuhr ein zelner Räume eingesetzt. Die eingesetzten Be- und Entlüf tungsanlagen müssen für deren Einbau bzw. deren Anbau im Fensterbereich eines Gebäuderaumes entsprechend der Wand stärke der Raumaußenwand schmal dimensioniert sein. Als wei terer limitierender Faktor für die Dimensionierung derarti ger Be- und Entlüftungsanlagen ist die aus baulichen bzw. optischen Gründen zulässige Bauhöhe anzusprechen. Die vorbe kannten Be- und Entlüftungsanlagen arbeiten nach dem Prinzip der rekuperativen Wärmerückgewinnung. Solche Anlagen besit zen ein längliches Gehäuse, in dem zwei sich im Bereich ei nes Wärmetauschers kreuzende Luftströmungspfade angeordnet sind. Die Luftförderung erfolgt entweder mit Hilfe eines doppelseitig saugenden Radialventilators oder mit Hilfe von zwei einzelnen Radialventilatoren, die auch im Bereich der Be- und Entlüftungsöffnungen angeordnet sein können. Mit den Radialventilatoren werden gleichzeitig zwei Luftströme ge fördert, nämlich ein Belüftungsluftstrom und ein Entlüf tungsluftstrom. Der Belüftungsluftstrom tritt durch eine Öffnung in der äußeren Gehäusewand im Bereich des einen Schaufelrades in die Anlage ein, wird durch diese hindurch gefördert und tritt durch in die Innenwand des Gehäuses ein gebrachte Belüftungsöffnungen aus der Anlage aus. Entspre chend erfolgt die Förderung des Entlüftungsluftstromes, wo bei dieser durch eine Eintrittsöffnung im Bereich des an deren Schaufelrades aus dem Rauminneren in die Anlage ein tritt, durch diese gefördert wird und durch eine in die Au ßenwand des Gehäuses eingebrachte Austrittsöffnung wieder aus der Anlage austritt. Da sich der wärmere Entlüftungs luftstrom im Wärmetauscher mit dem kühleren Belüftungsluft strom kreuzt, erfolgt eine Wärmeübertragung von dem Entlüf tungsluftstrom auf den Belüftungsluftstrom, so daß letzterer erwärmt in den Gebäuderaum einströmt. Durch Verwendung eines solchen Systems lassen sich Räume mit nur geringem Wärmever lust be- und entlüften.

Eine weitere Vorrichtung zum Be- und Entlüften von Räumen ist beispielsweise in der deutschen Gebrauchsmusterschrift 94 00 454 U1 beschrieben. Gemäß dem Prinzip der regenerati ven Wärmerückgewinnung durchströmt der Entlüftungsluftstrom Wärmespeicherelemente, an welche die im Entlüftungsstrom enthaltene Wärme abgegeben wird. Der anschließend in demsel ben Strömungskanal in entgegengesetzter Richtung geförderte Belüftungsluftstrom durchströmt die erwärmten Wärmespeicher elemente, so daß diese an den von außen kommenden und somit kühleren Belüftungsluftstrom abgegeben wird. Der Belüftungs luftstrom tritt dann erwärmt in das Gebäudeinnere ein.

Damit in ein und demselben Strömungskanal der Be- und Ent lüftungsanlage sowohl der Entlüftungsluftstrom als auch der Belüftungsluftstrom gefördert werden kann, verwendet die aus der oben genannten Gebrauchsmusterschrift bekannte Anlage einen bezüglich seiner Drehrichtung umschaltbaren Axialven tilator. Derartige Be- und Entlüftungsanlagen können jedoch nicht dort eingesetzt werden, wo nur geringer Raum für eine Installation, welches auch eine sehr dichte Anordnung der Wärmetäuscherplatten bedingt, einer solchen Anlage zur Ver fügung steht, wie beispielsweise bei einer Anordnung unter halb einer Fensterbank, da Axialventilatoren nicht zum Auf bau des zum Fördern ausreichender Luftmengen notwendigen Druckes geeignet sind.

Ausgehend vom zuerst diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Be- und Ent lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zu schaffen, die nicht nur eine kompakte Bauweise und somit einem Einsatz bei nur geringem Platzangebot ermöglicht, sondern auch eine verbes serte Wärmerückgewinnung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gebläseeinrichtung zwei wechselweise angetriebene Radialven tilatoren vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß die Blasrichtung des einen Radialventilators in die eine und die Blasrichtung des anderen Radialventilators in die entgegen gesetzte Richtung bezogen auf die Durchströmrichtung eines Luftstromes durch die Anlage wirkend angeordnet sind und daß als Wärmeübertragungsmittel Wärmespeicherelemente vorgesehen sind, durch die der jeweils geförderte Luftstrom geführt ist.

Die erfindungsgemäße Be- und Entlüftungsanlage arbeitet nach dem Prinzip der regenerativen Wärmerückgewinnung und ermög licht daher verbesserte Enthalpie-Austauschgrade verglichen mit einer nach dem rekuperativen Prinzip arbeitenden Anlage. Durch die Verwendung von Radialventilatoren werden für die Gebläseeinrichtung solche Ventilatoren verwendet, die auch bei einer kompakten Bauweise eine hohe Förderleistung durch ausreichenden Druckaufbau aufweisen. Zur Gewährleistung, daß der Be- und Entlüftungsluftstrom denselben Strömungskanal durchströmen, sind die beiden Radialventilatoren so angeord net, daß durch den Betrieb des einen Radialventilators der Belüftungsluftstrom und durch den Betrieb des anderen Radi alventilators der Entlüftungsluftstrom gefördert wird, wobei beide Radialventilatoren wechselweise betrieben werden. Die Verwendung von zwei Radialventilatoren zur Bewegung der Luftströme erhöht nicht nur die Lebensdauer der Be- und Ent lüftungsanlage, sondern dadurch sind auch die beim Fördern der Luft verursachten Betriebsgeräusche gegenüber rekupera tiv arbeitenden Be- und Entlüftungsanlagen deutlich gerin ger. Die Verwendung von Wärmespeicherelementen als Wärme übertragungsmittel, durch die der jeweils geförderte Luft strom strömt, gewährleistet eine optimale Wärmerückgewinnung aus dem relativ wärmeren Entlüftungsluftstrom. Solche Be- und Entlüftungsgeräte erzielen im Vergleich zu rekuperativ arbeitenden Geräten eine wesentlich höhere Wärmerückgewin nung, da die latente Wärmerückgewinnung mit ausgenutzt wird, wozu auch die Verdampfungswärme gehört, die bei einer Kon densatbildung entsteht. Diese zusätzliche Wärmerückgewinnung wird um so größer, je größer die Wärmeaustauschflächen aus gelegt sind. Zudem entfällt bei regenerativ betriebenen Ge räten die Schwitzwasserbildung, was von Vorteil für die Ge häuseausführung ist.

Als Vorteil für das äußere Erscheinungsbild der erfindungs gemäßen Be- und Entlüftungsanlage ist auch, daß sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite der Anlage nur je weils eine Öffnung angeordnet ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ra dialventilatoren aneinandergrenzend und in einem Winkel von 45 Grad bezogen auf die Ebene des Gehäusebodens zueinander geneigt angeordnet. Die Ansaugöffnungen bzw. die Öffnungen der Austrittsstutzen der Radialventilatoren zeigen somit je weils etwa in entgegengesetzte Richtungen. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Breite bzw. die Höhe des Ge häuses der Be- und Entlüftungsanlage an den in Bezug auf die Förderleistung vergleichsweise geringen Durchmesser eines Radialventilators anzupassen.

Zur Optimierung der Förderleistung der Be- und Entlüftungs anlage kann es zweckmäßig sein, das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt aufzubilden, wobei die Ansaugöffnung jeweils ei nes Radialventilators in die eine Kammer und der Aus trittsstutzen in die andere Kammer münden.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Austrittsstutzen jedes Radialventilators bei Nichtgebrauch durch eine federnd angelenkte Klappe verschlossen ist.

Eine besonders gute Schallisolierung im Hinblick auf die durch den Betrieb entstehenden Geräusche der Be- und Entlüf tungsanlage ergibt sich, wenn zwei Wärmespeicherelementpake te vorgesehen sind, zwischen denen die Radialventilatoren angeordnet sind.

Eine Umschaltung des Betriebes der Be- und Entlüftungsanlage von einer Entlüftung auf eine Belüftung und umgekehrt er folgt üblicherweise gemäß einem vorgegebenen Zeittakt. In einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, Wärmemeßsensoren an einzelnen Wärmespeicherelementen vorzusehen, die die je weilige Temperatur des Wärmespeicherelementes erfassen und an eine Steuereinheit weitergeben. In Abhängigkeit von der Temperatur erfolgt dann eine Umschaltung vom Entlüftungsbe trieb auf den Belüftungsbetrieb, wobei diese Temperatur so vorgewählt ist, daß im Entlüftungsbetrieb noch eine ausrei chende Wärmeabgabe an die Wärmespeicherelemente möglich ist. Umgekehrt erfolgt eine Umschaltung vom Belüftungsbetrieb auf den Entlüftungsbetrieb, wenn die Wärmespeicherelemente einen Großteil ihrer gespeicherten Wärme an den Belüftungsluft strom abgegeben haben, so daß eine weitere Erwärmung des Be lüftungsstromes nicht mehr oder nur noch untergeordnet stattfindet.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Be standteil weiterer Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Draufsicht auf eine Be- und Entlüftungsanlage mit einer aus zwei Radialventilatoren bestehenden Gebläseeinrich tung,

Fig. 2 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der Be- und Entlüftungsanlage der Fig. 1 im Be reich der Radialventilatoren im Entlüftungsbe trieb,

Fig. 3 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der Be- und Entlüftungsanlage der Fig. 1 im Be reich der Radialventilatoren im Belüf tungsbetrieb,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Anordnung von zwei Radialventilatoren in einer Be- und Ent lüftungsanlage und

Fig. 5 eine weitere Be- und Entlüftungsanlage mit ei ner seitlichen Gebläseeinrichtungsanordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Be- und Entlüftungsanlage 1 besteht im wesentlichen aus einem länglichen Gehäuse 2, einer Geblä seeinrichtung 3 und zwei aus Wärmespeicherplatten 4 zusam mengesetzten Wärmespeicherpaketen 5. Das Gehäuse 2 weist ei ne äußere Be- und Entlüftungsöffnung 6 und eine innere Be- und Entlüftungsöffnung 7 auf. Die äußere Be- und Entlüf tungsöffnung 6 befindet sich an der äußeren Gehäuseseite.

Die innere Be- und Entlüftungsöffnung 7 befindet sich an der zur Gebäudeinnenseite weisenden Seite des Gehäuses 2. Die Be- und Entlüftungsöffnungen 6, 7 können als Lochperforatio nen ausgebildet sein, hinter denen Filter angeordnet sind.

Als Gebläseeinrichtung 3 weist die Be- und Entlüftungsanlage 1 zwei Radialventilatoren 8, 9 auf, die in Bezug auf die Ebene des Gehäusebodens 10 in Richtung der Längserstreckung des Gehäuses 2 jeweils mit 45 Grad gegeneinander geneigt an geordnet sind. Mit einer solchen Anordnung ist gewährlei stet, daß durch die Luftstromumlenkung in den Radialventila toren 8, 9 nur geringe Strömungsverluste hingenommen werden müssen.

Der Radialventilator 8 dient zum Fördern des Belüftungsluft stromes, während der Radialventilator 9 zum Fördern des Ent lüftungsluftstromes vorgesehen ist. Daher weist die Ansaug öffnung 11 des Radialventilators 8 zur äußeren Be- und Ent lüftungsöffnung 6 und die Öffnung 12 seines Austrittsstut zens 13 zur inneren Be- und Entlüftungsöffnung 7 hin. Ent sprechend ist die Ansaugöffnung 14 des Radialventilators 9 zur inneren Be- und Entlüftungsöffnung 7 und die Öffnung 15 seines Austrittsstutzens 16 zur äußeren Be- und Entlüftungs öffnung 6 hin gerichtet. Die Radialventilatoren 8, 9 sind mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden, über die die Umschaltung von einem Radialventilator 8, 9 auf den anderen Radialventilator 9, 8 erfolgt. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zeitgetaktete Um schaltung vorgesehen.

Die Gebläseeinrichtung 3 ist zwischen den beiden Wärmespei cherpaketen 5 befindlich angeordnet. Die beiden Wärmespei cherpakete 5 übernehmen somit eine zusätzliche schalldämmen de Funktion, so daß die Be- und Entlüftungsanlage 1 im Be trieb nur eine sehr geringe Geräuschentwicklung verursacht.

Im Entlüftungsbetrieb der Be- und Entlüftungsanlage 1 ist der Radialventilator 9 in Betrieb, wodurch sich ein Luft strom ausbildet, der durch die innere Be- und Entlüftungs öffnung 7 in das Gehäuse 2 der Be- und Entlüftungsanlage 1 eintritt, die erste Wärmespeicherplatte 5 durchströmt, über die Ansaugöffnung 14 in den Radialventilator 9 hineinströmt, aus dem Austrittsstutzen 16 herausgeblasen wird, an schließend das zweite Wärmespeicherpaket 5 durchströmt und aus der äußeren Be- und Entlüftungsöffnung 6 an die äußere Umgebung abgegeben wird. Beim Durchströmen der Wärmespei cherplatten 5 wird die in dem Entlüftungsstrom enthaltene Wärme an diese abgegeben, so daß sich diese entsprechend er wärmen. Der aus der äußeren Be- und Entlüftungsöffnung 6 austretende Entlüftungsluftstrom ist dann entsprechend ab gekühlt. Der Strömungsverlauf im Entlüftungsbetrieb der Be- und Entlüftungsanlage 1 im Bereich der Gebläseeinrichtung 3 ist in Fig. 2 mit einem durch Pfeile in diesem Bereich schematisch angedeuteten Strömungsverlauf abgebildet.

Fig. 3 zeigt die Gebläseeinrichtung 3 der Be- und Entlüf tungsanlage 1 im Belüftungsbetrieb. Der Belüftungsluftstrom tritt durch die äußere Be- und Entlüftungsöffnung 6 in das Gehäuse 2 ein, durchströmt das erste Wärmespeicherpaket 5, tritt in die Ansaugöffnung 11 des Radialventilators 8 ein, wird durch den Austrittsstutzen 13 herausgeblasen, durch strömt anschließend das zweite Wärmespeicherpaket 5 und tritt in den Gebäuderaum durch die innere Be- und Ent lüftungsöffnung 7 ein. Beim Durchströmen der erwärmten Wär mespeicherpakete 5 wird diese Wärme weitestgehend an den kühlen Belüftungsluftstrom abgegeben, so daß dieser erwärmt auf der Gebäudeinnenseite eintritt.

Aus den Fig. 1 und 2 bzw. 3 ergibt sich, daß eine kompak te Bauweise der Be- und Entlüftungsanlage 1 durch die gerin ge Baugröße der Radialventilatoren 8, 9 sowohl in Bezug auf die Breite als auch insbesondere in Bezug auf die Höhe mög lich ist. Die Be- und Entlüftungsanlage 1 kann daher in ih rer Bemaßung sehr gering dimensioniert sein und trotzdem ei ne ausreichend hohe Förderleistung gewährleisten.

In Fig. 4 ist eine weitere Gebläseeinrichtung 17 darge stellt, die anstelle der Gebläseeinrichtung 3 in der Be- und Entlüftungsanlage 1 verwendet werden kann. Die beiden Radi alventilatoren 18, 19 der Gebläseeinrichtung 17 sind gemäß dieser Anordnung um 45 Grad um ihre Mittellängsachse und so mit schiefwinklig zur Längserstreckung des Gehäusebodens 10 angeordnet. Bei einer solchen Anordnung ist das Gehäuse 2 gekammert ausgebildet, wobei eine Kammer 20 und eine weitere Kammer 21 vorgesehen sind. Die Kammern 20, 21 sind durch ei ne Trennwand 22 voneinander abgetrennt. Jeder Radialventila tor 18, 19 ist so angeordnet, daß seine Ansaugöffnung in die eine Kammer 20 bzw. 21 und die Austrittsstutzen in die je weilig andere Kammer 21 bzw. 20 münden.

Auch das Gehäuse der zu den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Be- und Entlüftungsanlagen kann eine solche, wie zu Fig. 4 beschriebene Kammerung aufweisen.

Eine weitere Be- und Entlüftungsanlage 23 mit einer regene rativen Wärmerückgewinnung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Wärmespeicher paket 24 vorgesehen, vor dem die Gebläseeinrichtung 25 ange ordnet ist. Die Gebläseeinrichtung 25 besteht wiederum aus zwei Radialventilatoren 26, 27, die im Bereich der äußeren Be- und Entlüftungsöffnung 28 angeordnet sind. Die Kammerung in diesem Ausführungsbeispiel ist durch zwei Teiltrennwände 29, 30 sowie durch die Radialventilatoren 26, 27 selbst ge bildet, die parallel und mit ihren Ansaugöffnungen versetzt zueinander angeordnet sind. Durch gestrichelt dargestellte Pfeile ist der Belüftungsluftstrom und durch durchgezogene Pfeile der Entlüftungsluftstrom schematisch im Bereich der Gebläseeinrichtung 25 dargestellt.

Die in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils ver wendete Ventilatoranordnung ist nicht auf dieses Ausfüh rungsbeispiel beschränkt, sondern kann in jedem beliebigen Ausbildungsbeispiel verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Be- und Entlüftungsanlage
2 Gehäuse
3 Gebläseeinrichtung
4 Wärmespeicherplatten
5 Wärmespeicherpaket
6 äußere Be- und Entlüftungsöffnung
7 innere Be- und Entlüftungsöffnung
8 Radialventilator
9 Radialventilator
10 Gehäuseboden
11 Ansaugöffnung
12 Öffnung
13 Austrittsstutzen
14 Ansaugöffnung
15 Öffnung
16 Austrittsstutzen
17 Gebläseeinrichtung
18 Radialventilator
19 Radialventilator
20 Kammer
21 Kammer
22 Trennwand
23 Be- und Entlüftungsanlage
24 Wärmespeicherpaket
25 Gebläseeinrichtung
26 Radialventilator
27 Radialventilator
28 äußere Be- und Entlüftungsöffnung
29 Teiltrennwand
30 Teiltrennwand.

Claims

1. Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, umfas send ein innere und äußere Be- und Entlüftungsöffnungen (6, 7, 28) aufweisendes Gehäuse (2), in dem Wärmeüber tragungsmittel (5, 24) zum übertragen der Wärme von dem Entlüftungsluftstrom auf den Belüftungsluftstrom sowie eine Gebläseeinrichtung (3, 17, 25) zum Fördern der Luftströme angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Gebläseeinrichtung (3, 17, 25) zwei wechselweise an getriebene Radialventilatoren (8, 9; 18, 19; 26, 27) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß die Blas richtung des einen Radialventilators (8, 18, 26) in die eine und die Blasrichtung des anderen Radialventilators (9, 19, 27) in die entgegengesetzte Richtung bezogen auf die Durchströmrichtung eines Luftstromes durch die Anla ge (1) wirkend angeordnet sind und daß als Wärmeübertra gungsmittel Wärmespeicherelemente (4) vorgesehen sind, durch die der jeweils geförderte Luftstrom geführt ist.

2. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Radialventilatoren (8, 9; 18, 19; 26, 27) mit ihren Gehäusen aneinandergrenzend angeordnet sind.

3. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Radialventilatoren (8, 9) seitlich mit ihren Austrittsstutzen (13, 16) zur Blas richtung hin bezüglich der Ebene des Gehäusebodens (10) gegeneinander geneigt angeordnet sind.

4. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigung der Radialventilatoren (8, 9) etwa 45 Grad beträgt.

5. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Radialventilatoren (18, 19) um ih re Mittellängsachse gedreht und somit schiefwinklig in Bezug auf die Längserstreckung des Gehäusebodens (10) angeordnet sind.

6. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schiefwinkligkeit etwa 45 Grad be trägt.

7. Be- und Entlüftungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus trittsstutzen der Radialventilatoren jeweils in einem Krümmer münden, dessen Luftausströmrichtung in Längs richtung des Gehäuses angeordnet ist.

8. Be- und Entlüftungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge häuse (2) gekammert ist und die Ansaugöffnung eines je den Radialventilators (18, 19; 26, 27) in die eine Ge häusekammer (20, 21) und der Austrittsstutzen in die an dere Gehäusekammer 21, 20) münden.

9. Be- und Entlüftungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft austrittsstutzen der Radialventilatoren bei Nichtge brauch jeweils mit einer federnd angelenkten Klappe ver schlossen sind.

10. Be- und Entlüftungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Radi alventilatoren (8, 9; 18, 19) zwischen zwei Wärmespei cherelementpaketen (5) angeordnet sind.

11. Be- und Entlüftungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und Entlüftungsanlage (23) ein einziges Wärmespeicher elementpaket (24) aufweist und daß die Radialventilato ren (26, 27) im Bereich der äußeren Be- und Entlüftungs öffnung (28) des Gehäuses angeordnet sind.

12. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß als Wärmespeicherelemente Wärmespei cherplatten (4) vorgesehen sind.