DE19734955A1 - Verfahren und Anordnung zur Raumbeheizung unter Zufuhr von Außenluft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Raumbe­ heizung unter Zufuhr von Außenluft, wobei Raumluft in ein Wärmerückgewinnungsgerät gefördert, Abwärme von der Raumluft auf die Außenluft übertragen wird, bevor die Raumluft als Fortluft nach außen gefördert und die vorgewärmte Außenluft als Zuluft in den zu beheizenden Raum eingeführt wird. Fer­ ner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Bekannte Verfahren und Anordnungen dieser Art bestanden aus relativ komplizierten Systemeinheiten, in denen alle Funktionskomponenten, d. h. Heizungs-, Wärmetausch- und Luft­ umwälzungskomponenten vereinigt waren. Diese Funk­ tionsvielfalt bedingte einen erheblichen baulichen Aufwand, verbunden mit hohen Herstellungskosten. Eine kostengünstige Ergänzung vorhandener Heizkörperanlagen durch Wärmerückge­ winnungs- und Luftaustauschkomponenten gab es nicht. Hier greift die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, herkömmlichen Heizkörperkonfigurationen ein kostengünstiges und kompati­ bles Wärmerückgewinnungsgerät zur Seite zu stellen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Wärmerückgewinnungsgerät seitlich mit einer Seite eines Warmwasserradiators bzw. -konvektors zusammengesetzt und verflanscht wird; daß die vorgewärmte Außenluft aus dem Wärmerückgewinnungsgerät über den Verbindungsflansch derart zum Heizkörper übertragen wird, daß der vorgewärmte Außen­ luftstrom von einem Teil der Heizkörper-Heizflächen nachge­ wärmt und zumindest teilweise nach oben in den zu beheizen­ den Raum eingeführt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus,
daß an wenigstens einer Seite des kastenförmigen Gehäu­ ses ein Luft-Übergabeflansch angeordnet ist, der mit dem Raumheizkörper mechanisch verbindbar ist; und
daß Leitungsmittel zwischen dem Wärmetauscher und dem wenigstens einen Luft-Übergabeflansch angeordnet sind, wel­ che den aus dem Wärmetauscher austretenden Außenluftstrom in den Luft-Übergabeflansch leiten, so daß die im Wärmetauscher vorgewärmte Außenluft durch den Übergabeflansch an einen me­ chanisch verbundenen Raumheizkörper zur Nacherwärmung über­ geben wird.

Durch die Erfindung gelingt es, die Funktionen eines Wärmerückgewinnungsgeräts mit Außenluftansaugung und Fort­ luftabfuhr einem Standard-Heizkörper anzugliedern, wobei der Standard-Heizkörper die bereits durch Wärmetausch vorge­ heizte Außenluft nacherwärmt. Insofern ist der gerätetechni­ sche Aufwand beschränkt auf die für die Wärmerückgewinnung und den Luftaustausch ohnehin erforderlichen Komponenten. Der Wirkungsgrad ist dadurch optimiert, daß der Frischluft­ strom nach dem Wärmetausch in der Wärmerückgewinnungs-Sy­ stemeinheit im Standard-Heizkörper zur Verfügung stehende Heizenergie aufnimmt und für eine Nacherwärmung auf Raumtem­ peratur nutzen kann. Das kastenförmige Gehäuse, welches ei­ nerseits die Wärmetauschermittel und andererseits die Geblä­ seeinheiten für den Luftaustausch aufnimmt, kann problemlos der Außenform des jeweils verwendeten Standard-Heizkörpers angepaßt und mit diesem zu einer organischen Baueinheit ver­ bunden werden. Der für die Kaufentscheidung des Konsumenten maßgebliche ästhetische Gesamteindruck wird also durch die hinzutretende Wärmerückgewinnungseinheit nicht geändert oder gar gestört. Die Wärmerückgewinnungseinheit bzw. deren Ge­ häuse ergänzt und verlängert einen herkömmlichen Heizkörper. Dessen Anschlußmuster bleibt ungeändert.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß das den Wärmetauscher und die Gebläse aufnehmende kastenförmige Gehäuse des Wärmerückge­ winnungssystems auch zwischen zwei herkömmliche Heizkörper eingebaut werden kann, so daß eine durchgehende Heizkörper­ batterie entsteht. Bei dieser Anordnung ist es zweckmäßig und in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Lei­ tungsmittel der Wärmerückgewinnungs-Systemeinheit einen Ver­ teiler aufweisen, der den Außenluftstromausgang des Wärme­ tauschers mit zu beiden Seiten des Gehäuses angeordneten Übergabeflanschen verbindet und daß Mittel zum selektiven Verschließen der beiden Übergabeflansche vorgesehen sind. Durch diese Weiterbildung wird das kastenförmige Gehäuse der Wärmerückgewinnungs-Systemeinheit universell einsetzbar, d. h. sowohl auf der linken Seite als auch auf der rechten Seite sowie beidseitig an passende Heizkörper anflanschbar. Bei beidseitigem Anflanschen sind in der Regel die Vertei­ lerausgänge zu beiden Übergabeflanschen hin geöffnet, so daß die Außenluft in beiden seitlich angeschlossenen Heizkörpern nachgewärmt werden und sich mit der Heizkörper-Konvektions­ strömung zu beiden Seiten mischen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nä­ her erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Heizkörper-Wärmerückgewinnungsanordnung gemäß der Erfindung vor dem Zusammensetzen und Ver­ flanschen der Systemeinheiten; und

Fig. 2 eine schematische Ansicht auf die Wärmerück­ gewinnungs-Systemeinheit bei geöffneter Vor­ derwand, wobei die wesentlichen Systemkompo­ nenten erkennbar und die verschiedenen Luft­ strömungen durch Pfeile dargestellt sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Gesamtanordnung weist einen Standard-Heizkörper 1 mit Vorlauf- und Rücklaufanschlüssen und dem üblichen Thermostatventil und ein Wärmerückgewin­ nungsgerät 2 (nachfolgend kurz "WRG" genannt) auf. Heizkör­ per 1 und WRG2 sind zur Vereinfachung der Anschauung in ge­ genseitigem Abstand dargestellt. Mit dem WRG2 sind einer­ seits ein Außenluftkanal 3 und andererseits ein Fortluftka­ nal 4 verbunden. Die Kanäle 3 und 4 sind in geeigneten Durchgangsöffnungen in einer Außenwand 5 angeordnet, so daß Außenluft in Richtung des Pfeils 6 in das WRG2 eintreten und Fortluft in Richtung des Pfeils 7 aus dem WRG und durch den Fortluftkanal 4 austreten kann.

Die kühle Außenluft wird in das WRG2 eingesaugt, durch Wärmetausch mit der von unten in das WRG eintretenden Raum­ luft vorgewärmt und durch einen seitlichen Luft-Übergabe­ flansch 20 als Zuluft durch geeignete Seitenöffnungen in den Raumheizkörper 1 eingeleitet (Pfeile 8). Die Zuluftvertei­ lung und Übertragung wird nachfolgend anhand der Fig. 2 nä­ her erläutert.

In der schematischen Ansicht gemäß Fig. 2 sind die In­ nenkomponenten und die Luftströmungen in das und aus dem WRG2 schematisch angedeutet.

Das WRG2 hat bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen sogenannten Kreuzstromwärmetauscher, in welchem in das WRG2 von unten (Pfeile 9) angesaugte Raumluft mit der von außen durch den Außenluftkanal 3 angesaugten Außenluft in wärmetauschende Beziehung gebracht werden. Dadurch gibt die Raumluft einen Teil ihrer Wärme an die in der Regel kühlere Außenluft ab, so daß die Außenluft vorgewärmt wird. Die Luftstromleitungen und Kanäle sowie die in der Regel vorge­ sehenen Filtereinsätze sind herkömmlicher Ausbildung und da­ her in Fig. 2 nur angedeutet.

Im WRG2 sind zwei Gebläse 22 und 23, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Radialgebläse, angeordnet. Das Ge­ bläse 22 ist dem Außenluftausgang 21a des Wärmetauschers 21 und das Gebläse 23 dem Raumluftausgang 21b des Wärme­ tauschers 21 nachgeschaltet. Das Gebläse 22 saugt Außenluft 6 durch den Außenluftkanal 3 und den Wärmetauscher 21 an und fördert die in 21 vorgewärmte Außenluft in eine Verteiler­ kammer 24. Die Verteilerkammer 24 hat zumindest eine seitli­ che Ausgangsöffnung 25, durch die vorgewärmte Außenluft in eine vom Flansch 20 umgebene Seitenkammer 26 des WRG einge­ leitet wird. Der Flansch 20 ist in der Einbaulage und nach Verbindung des WRG2 mit einem passend gestalteten Heizkör­ per 1 nach außen abgeschlossen, so daß der Zuluftstrom ent­ sprechend den Pfeilen 8 durch seitliche (nicht dargestellte) Öffnungen in der Verkleidung 11 des Heizkörpers 1 strömen kann. Wie zuvor gesagt, kann die Außenluft weitere Wärme im Heizkörper 1 aufnehmen und kann auf der Deckseite 12 des Heizkörpers, gemischt mit dem üblichen Heizluftstrom, aus­ treten (Pfeile 13).

Das andere Gebläse 23 fördert Raumluft durch eine zur Verteilerkammer 24 etwa parallel verlaufende Ansaugkammer 27 das Gehäuse 28 des WRG2, von dort über nicht darge­ stellte Kanäle in den Kreuzstromwärmetauscher 21 und drückt die abgekühlte Raumluft über den Fortluftkanal 4 nach außen. Wie zu erkennen ist, sind alle Komponenten im Innenraum des WRG2 nach Abnahme der in Fig. 2 nicht dargestellten Front­ wand frei zugänglich. Filterwechsel, Inspektion der WRG-Kom­ ponenten und etwaige Wartungs- und Reparaturarbeiten lassen sich auf diese Weise leicht durchführen.

Das WRG2 ist an der Oberseite durch ein Gitter 29 abge­ deckt (Fig. 1). Nach Aufklappen des Gitters werden Bedien­ elemente 30 zur Schaltung und Steuerung des WRG freigelegt.

In der Seitenwand des WRG innerhalb des Flansches 20 sind geeignete Verbindungselemente 31 angeordnet, welche in entsprechend komplementär ausgebildete Gegenelemente in der Heizkörperseitenwand vorzugsweise formschlüssig eingreifen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbin­ dungselemente 31 als Krallen ausgebildet; es gibt aber zahl­ reiche andere form- oder kraftflüssige Elemente, welche die Verbindungsfunktion zwischen den Gehäusen bzw. Verkleidungen der zu verbindenden Systemeinheiten 1 und 2 erfüllen. Hierzu gehören beispielsweise Schraubbolzen, die bei geöffneter Frontplatte des WRG2 von dessen Innenseite aus in passende Gewinde der Heizkörperverkleidung oder der Heizkörper selbst einschraubbar sind. Die Gehäuse bzw. Verkleidungen 28 bzw. 11 sind vorzugsweise von identischen Querschnittsabmessungen und haben übereinstimmendes Design. Nach dem Zusammenschluß der Systemeinheiten 1 und 2 entsteht daher eine gemeinsame Baueinheit. Der Heizkörper 1 kann als einfacher Standard- Heizkörper ausgebildet sein und braucht keine bewegten Teile. Die Gebläse sind im WRG2 angeordnet und sorgen auch für die Zwangsströmung der Zuluft aus dem Gehäuse 28 in die Verkleidung 11. Das Gebläse 22 unterstützt dabei den Warm­ luftaustritt entsprechend den Pfeilen 13. Im übrigen ist der Konvektionsstrom durch den Heizkörper 1 von unten nach oben ungehindert möglich. Die WRG-Systemeinheit 2 ist unabhängig von der jeweils verwendeten Heizkörperlänge. Sie läßt sich also bei Anpassung ihrer Querschnittsform an die Quer­ schnittsform der Heizkörperverkleidung 11 in praktisch allen Einsatzfällen und an allen Einsatzorten verwenden. Die Rege­ lung der Raumheizung kann thermostatisch, also in üblicher Weise erfolgen. Der Montageaufwand ist relativ gering, da das WRG durch einfaches Verflanschen mit dem Heizkörper 1 zusammenschließbar ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Ab­ wandlungen möglich. Da die Zuluft an einer oder beiden Sei­ ten des WRG2 zur Verfügung steht, kann sie bei geeigneter Gestaltung des Heizkörpers 1 auch zur wirksamen Unterstüt­ zung der Heizwirkung des Heizkörpers dienen. Der aus der WRG-Seitenwand austretende Zuluftstrom kann durch eine Kam­ mer im unteren Bereich des Heizkörpers geleitet und nach Um­ lenkung an allen Heizkörperlamellen vorbeigeführt werden. Die Zwangsströmung wird durch das Gebläse 22 aus dem WRG be­ wirkt. Anstelle eines bevorzugten Kreuzstromwärmetauschers kann auch ein Gegenstromwärmetauscher eingesetzt werden. Die Kanäle und Kanalverkleidungen im Innenraum des WRG2 können aus Kunststoff oder Schaumstoff bestehen, um das Gewicht der WRG-Systemkomponente zu minimieren. Hinsichtlich der seitli­ chen Öffnungen 25 zwischen Verteilerkammer 24 und Seitenkam­ mer 26 gibt es keine Beschränkungen. Es ist jedoch zweckmä­ ßig, die Öffnungen 25 beispielsweise durch eine Verschluß­ klappe oder einen Schieber verschließbar zu machen. Vorzugs­ weise ist jedes WRG 2 beidseitig mit einem Flansch 20 verse­ hen, wobei die Seitenkammer 26 vorzugsweise durch eine ge­ eignete Abdeckplatte insgesamt verschließbar ist, um dem Ge­ häuse 28 eine einem Heizkörper entsprechende Seitenausbil­ dung zu geben. Bei einseitigem Anflanschen hat daher das WRG2 auch seitlich das gleiche Design wie ein Standard-Heizkör­ per.

Claims (11)

1. Verfahren zur Raumbeheizung unter Zufuhr von Außen­ luft, wobei Raumluft in ein Wärmerückgewinnungsgerät geför­ dert, Abwärme von der Raumluft auf die Außenluft übertragen wird, bevor die Raumluft als Fortluft nach außen gefördert und die vorgewärmte Außenluft als Zuluft in den zu beheizen­ den Raum eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmerückgewinnungsgerät seitlich mit einer Sei­ te eines Warmwasserradiators bzw. Konvektors zusammengesetzt und verflanscht wird;
daß die vorgewärmte Außenluft aus dem Wärmerückgewin­ nungsgerät über den Verbindungsflansch derart zum Heizkörper übertragen wird, daß der vorgewärmte Außenluftstrom von ei­ nem Teil der Heizkörper-Heizflächen nachgewärmt und zumin­ dest teilweise nach oben in den zu beheizenden Raum einge­ führt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte-Querschnitte aufeinander abgestimmt werden und der Verbindungsflansch dem Geräte-Querschnitt angepaßt wird, so daß die verflanschte Heizkörper-Wärmerückgewin­ nungsgerät-Kombination als seitlich verlängerter Heizkörper erscheint.

3. Anordnung zur Raumbeheizung mit
einem Raumheizkörper (1),
Wärmetauschermitteln (21) zur Übertragung der Ab­ wärme aus einem Raumluftstrom auf einen Außenluft­ strom und
Gebläsemitteln (22, 25), die Raumluft (9) ansaugen und über den Wärmetauscher zu einem Fortluftan­ schluß (4) und Außenluft über den Wärmetauscher in den zu beheizenden Raum fördern, wobei die Wärmetauschermittel und die Gebläsemittel in einem kastenförmigen Gehäuse (28) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an wenigstens einer Seite des kastenförmigen Gehäu­ ses (28) ein Luft-Übergabeflansch (20) angeordnet ist, der mit dem Raumheizkörper (1) mechanisch verbindbar ist; und
daß Leitungsmittel (24) zwischen dem Wärmetauscher (21) und dem wenigstens einen Luft-Übergabeflansch (20) angeord­ net sind, welche den aus dem Wärmetauscher austretenden Au­ ßenluftstrom in den Luft-Übergabeflansch leiten, so daß die im Wärmetauscher vorgewärmte Außenluft durch den Übergabe­ flansch an einen mechanisch verbundenen Raumheizkörper (1) zur Nacherwärmung übergeben wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsmittel einen Verteiler (24) aufweisen, der den Außenluftstromausgang (21a) des Wärmetauschers (21) mit zu beiden Seiten des Gehäuses (28) angeordneten Übergabe­ flanschen (20) verbindet und daß Mittel zum selektiven Ver­ schließen der beiden Übergabeflansche vorgesehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich des Gehäuses (28) eine im wesentlichen horizontal verlaufende Verteilerkammer (24) angeordnet ist, die mit dem Außenluftstromausgang (21a) des Wärmetauschers (21) kommuniziert, an beiden Enden in eine Seitenkammer (26) mündet und endseitig verschließbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenkammer (26) von einer zum Übergabeflansch (20) gehörigen Schürze begrenzt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abströmseite (21a) des Wärme­ tauschers (21) ein Gebläse (22) in die Leitungsmittel einge­ baut ist, das den vorgewärmten Außenluftstrom (6) durch den wenigstens einen Übergabeflansch (20) in den angeschlossenen Raumheizkörper (1) drückt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumheizkörper (1) eine kastenför­ mige Verkleidung (11) aufweist und daß die Querschnitte des Gehäuses (28) und der kastenförmigen Verkleidung (11) so aufeinander abgestimmt sind, daß Gehäuse und Verkleidung zu einer kastenförmigen Baueinheit zusammenschließbar ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28) und der Raumheizkörper (1) über formschlüssige Verbindungselemente (31) miteinander kuppelbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Verbindungselemente Schraubbolzen aufweisen.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Verbindungselemente Rastelemente aufweisen.