DE19734955C2 - Verfahren und Anordnung zur Raumbeheizung unter Zufuhr von Außenluft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Raum­ beheizung 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 Räum 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 Funktionsviel­ falt bedingte einen erheblichen baulichen Aufwand, verbunden mit hohen Herstellungskosten.

Aus der DE 44 12 844 A1 ist ein Klimagerät mit einem Luft- Außenanschluß und einem Kreuzstromwärmetauscher bekannt, in dessen Gehäuse eine elektrische Wärmepumpe und eine elek­ trische Zusatzheizung integriert sind. Dabei wird aus der Außenluft gewonnene Energie mittels der Wärmepumpe und des Kreuzstromwärmetauschers auf die Zuluft übertragen und gege­ benenfalls über die elektrische Zusatzheizung nacherwärmt. Die elektrische Zusatzheizung und die Wärmepumpe stellen einen erheblichen zusätzlichen technischen Aufwand dar. Ein Anschluß an vorhandene Heizsysteme ist nicht vorgesehen.

Aus dem DE 89 02 915 U1 ist ein Einzelraum-Be- und Entlüf­ tungsgerät mit Wärmerückgewinnungs-Kreuzstrom-Plattenaus­ tauscher bekannt. Hierbei wird Energie aus der Abluft eines Raumes zurückgewonnen und zur Vorwärmung eines Zuluftstromes genutzt. Die so vorgewärmte Zuluft strömt direkt in den Innenraum. Eine Nacherwärmung gibt es nicht.

Aus der DE 29 70 4709 U1 ist ein Heizungsgerät bekannt, bei dem mittels eines Wärmetauschers eine Vorerwärmung der Zuluft erfolgt, indem der Abluft Wärme entzogen wird. Dieses bekannte Heizungsgerät weist zwei getrennt voneinander arbeitende Heizelemente auf und bedingt einen entsprechend hohen konstruktiven Aufwand.

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 die aus dem Wärmetauscher austretende Außenluft in den Luft-Übergabeflansch leiten, so daß die im Wärmetauscher vorgewärmte Außenluft durch den Luft-Übergabeflansch an einen mechanisch verbundenen Raumheizkörper zur Nacherwär­ mung übergeben 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 vorgeheizte Außenluft nacherwärmt. Insofern ist der gerätetech­ nische 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- Systemeinheit im Standard-Heizkörper zur Verfügung stehende Heizenergie aufnimmt und für eine Nacherwärmung auf Raumtem­ peratur nutzen kann. Das kastenförmige Gehäuse, welches einerseits die Wärmetauschermittel und andererseits die Gebläseeinheiten für den Luftaustausch aufnimmt, kann pro­ blemlos der Außenform des jeweils verwendeten Standard-Heiz­ körpers angepaßt und mit diesem zu einer organischen Bauein­ heit verbunden werden. Der für die Kaufentscheidung des Kon­ sumenten maßgebliche ästhetische Gesamteindruck wird also durch die hinzutretende Wärmerückgewinnungseinheit nicht geändert oder gar gestört. Die Wärmerückgewinnungseinheit bzw. deren Gehäuse ergänzt und verlängert einen herkömm­ lichen 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 Wärmerück­ gewinnungssystems 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 Verteilerausgänge 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 näher 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 1 Raumheizkörper 1 mit Vorlauf- und Rücklaufanschlüssen und dem üblichen Thermostatventil und ein Wärmerückgewinnungs­ gerät 2 (nachfolgend kurz "WRG" genannt) auf. Raumheizkörper 1 und WRG 2 sind zur Vereinfachung der Anschauung in gegen­ seitigem Abstand dargestellt. Mit dem WRG 2 sind einerseits ein Außenluftanschluß 3 und andererseits ein Fortluftan­ schluß 4 verbunden. Die Außen-/Fortluftanschlüsse 3 und 4 sind in geeigneten kanalförmigen Durchgangsöffnungen in einer Außenwand 5 angeordnet, so daß Außenluft in Richtung des Pfeils 6 in das WRG 2 eintreten und Fortluft in Richtung des Pfeils 7 aus dem WRG 2 und durch den Fortluftanschluß 4 austreten kann.

Die kühle Außenluft wird in Richtung des Pfeils 6 in das WRG 2 eingesaugt, durch Wärmetausch mit der in Richtung der Pfeile 9 von unten in das WRG 2 eintretenden Raumluft vorge­ wärmt und durch einen seitlichen Luft-Übergabeflansch 20 als Zuluft durch geeignete Seitenöffnungen in den Raumheizkörper 1 eingeleitet (Pfeile 8). Die Zuluftverteilung und Übertra­ gung wird nachfolgend anhand der Fig. 2 näher erläutert.

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

Das WRG 2 hat bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen sogenannten Kreuzstromwärmetauscher 21, in welchem in das WRG 2 von unten (Pfeile 9) angesaugte Raumluft mit der von außen durch den Außenluftanschluß 3 angesaugten Außen­ luft (Pfeil 6) 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 vorge­ wärmt wird. Die Luftstromleitungen und Kanäle sowie die in der Regel vorgesehenen Filtereinsätze sind herkömmlicher Ausbildung und daher in Fig. 2 nur angedeutet.

Im WRG 2 sind zwei Gebläse 22 und 23, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Radialgebläse, angeordnet. Das Ge­ bläse 22 ist dem Außenluftausgang 21a des Kreuzstromwärme­ tauschers 21 und das Gebläse 23 dem Raumluftausgang 21b des Kreuzstromwärmetauschers 21 nachgeschaltet. Das Gebläse 22 saugt Außenluft gemäß Pfeil 6 durch den Außenluftanschluß 3 und den Kreuzstromwärmetauscher 21 an und fördert die in 21 vorgewärmte Außenluft in ein Leitungsmittel in Form einer Verteilerkammer 24. Die Verteilerkammer 24 hat zumindest eine seitliche Ausgangsöffnung 25, durch die vorgewärmte Außenluft in eine vom Luft-Übergabeflansch 20 umgebene Seitenkammer 26 des WRG 2 eingeleitet wird. Der Luft- Übergabeflansch 20 ist in der Einbaulage und nach Verbindung des WRG 2 mit einem passend gestalteten Raumheizkörper 1 nach außen abgeschlossen, so daß die Zuluft entsprechend den Pfeilen 8 durch seitliche (nicht dargestellte) Öffnungen in der Verkleidung 11 des Raumheizkörpers 1 strömen kann. Wie zuvor gesagt, kann die Außenluft weitere Wärme im Raumheiz­ körper 1 aufnehmen und kann auf der Deckseite 12 des Raumheizkörpers 1, gemischt mit dem üblichen Heizluftstrom, aus­ treten (Pfeile 13).

Das andere Gebläse 23 fördert Raumluft (Pfeile 9) durch eine zur Verteilerkammer 24 etwa parallel verlaufende An­ saugkammer 27 in das Gehäuse 28 des WRG 2, von dort über nicht dargestellte Kanäle in den Kreuzstromwärmetauscher 21 und drückt die abgekühlte Raumluft gemäß Pfeil 7 als Fort­ luft über den Fortluftanschluß 4 nach außen. Wie zu erkennen ist, sind alle Komponenten im Innenraum des WRG 2 nach Ab­ nahme der in Fig. 2 nicht dargestellten Frontwand frei zu­ gänglich. Filterwechsel, Inspektion der WRG-Komponenten und etwaige Wartungs- und Reparaturarbeiten lassen sich auf diese Weise leicht durchführen.

Das WRG 2 ist an der Oberseite durch ein Gitter 29 abge­ deckt (Fig. 1). Nach Aufklappen des Gitters 29 werden Be­ dienelemente 30 zur Schaltung und Steuerung des WRG 2 frei­ gelegt.

In der Seitenwand des WRG 2 innerhalb des Luft-Übergabe­ flansches 20 sind geeignete Verbindungselemente 31 angeord­ net, welche in entsprechend komplementär ausgebildete Gegen­ elemente in der Heizkörperseitenwand vorzugsweise form­ schlüssig eingreifen. In dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind die Verbindungselemente 31 als Krallen ausgebil­ det; es gibt aber zahlreiche andere form- oder kraftflüssige Elemente, welche die Verbindungsfunktion zwischen den Gehäu­ sen bzw. Verkleidungen der zu verbindenden Systemeinheiten Raumheizkörper 1 und WRG 2 erfüllen. Hierzu gehören bei­ spielsweise Schraubbolzen, die bei geöffneter Frontplatte des WRG 2 von dessen Innenseite aus in passende Gewinde der Heizkörperverkleidung oder der Heizkörper selbst einschraub­ bar sind. Die Gehäuse 28 und Verkleidungen 11 sind vorzugs­ weise von identischen Querschnittsabmessungen und haben übereinstimmendes Design. Nach dem Zusammenschluß der Systemeinheiten Raumheizkörper 1 und WRG 2 entsteht daher eine gemeinsame Baueinheit. Der Raumheizkörper 1 kann als einfacher Standard-Heizkörper ausgebildet sein und braucht keine bewegten Teile. Die Gebläse 22, 23 sind im WRG 2 ange­ ordnet und sorgen auch für die Zwangsströmung der Zuluft (Pfeile 8) aus dem Gehäuse 28 in die Verkleidung 11. Das Gebläse 22 unterstützt dabei den Heizluftaustritt entspre­ chend den Pfeilen 13. Im übrigen ist der Konvektionsstrom durch den Raumheizkörper 1 von unten nach oben ungehindert möglich. Die Systemeinheit WRG 2 ist unabhängig von der jeweils verwendeten Heizkörperlänge. Sie läßt sich also bei Anpassung ihrer Querschnittsform an die Querschnittsform der Verkleidung 11 des Raumheizkörpers 1 in praktisch allen Ein­ satzfällen und an allen Einsatzorten verwenden. Die Regelung der Raumheizung kann thermostatisch, also in üblicher Weise erfolgen. Der Montageaufwand ist relativ gering, da das WRG 2 durch einfaches Verflanschen mit dem Raumheizkörper 1 zusammenschließbar ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Ab­ wandlungen möglich. Da die Zuluft an einer oder beiden Sei­ ten des WRG 2 zur Verfügung steht, kann sie bei geeigneter Gestaltung des Raumheizkörpers 1 auch zur wirksamen Unter­ stützung der Heizwirkung des Raumheizkörpers 1 dienen. Der aus der Seitenwand des WRG 2 austretende Zuluftstrom (Pfeile 8) kann durch eine Kammer im unteren Bereich des Raumheiz­ körpers 1 geleitet und nach Umlenkung an allen Heizkörper­ lamellen vorbeigeführt werden. Die Zwangsströmung wird durch das Gebläse 22 aus dem WRG 2 bewirkt. Anstelle eines bevor­ zugten Kreuzstromwärmetauschers kann auch ein Gegenstrom­ wärmetauscher eingesetzt werden. Die Kanäle und Kanalver­ kleidungen im Innenraum des WRG 2 können aus Kunststoff oder Schaumstoff bestehen, um das Gewicht der WRG-Systemkomponen­ te zu minimieren. Hinsichtlich der seitlichen Öffnungen 25 zwischen Verteilerkammer 24 und Seitenkammer 26 gibt es keine Beschränkungen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Öffnun­ gen 25 beispielsweise durch eine Verschlußklappe oder einen Schieber verschließbar zu machen. Vorzugsweise ist jedes WRG 2 beidseitig mit einem Luft-Übergabeflansch 20 versehen, wo­ bei die Seitenkammer 26 vorzugsweise durch eine geeignete Abdeckplatte insgesamt verschließbar ist, um dem Gehäuse 28 eine einem Raumheizkörper 1 entsprechende Seitenausbildung zu geben. Bei einseitigem Anflanschen hat daher das WRG 2 auch seitlich das gleiche Design wie ein Standard- Heizkörper.

Bezugzeichenliste

1

Raumheizkörper

2

Wärmerückgewinnungsgerät (WRG)

3

Außenluftanschluß

4

Fortluftanschluß

5

Außenwand

6

Pfeil Außenluft

7

Pfeil Fortluft

8

Pfeil Zuluft

9

Pfeil Raumluft

11

Verkleidung

12

Deckseite

13

Pfeil Heizluftstrom

20

Luft-Übergabeflansch

21

Kreuzstromwärmetauscher

21

a Außenluftausgang

21

b Raumluftausgang

22

Gebläse

23

Gebläse

24

Verteilerkammer

25

Öffnung

26

Seitenkammer

27

Ansaugkammer

28

Gehäuse

29

Gitter

30

Bedienelemente

31

Verbindungselemente

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 einem 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 der Raumluft (Pfeile 9) auf die Außenluft (Pfeil 6) und
Gebläsemitteln (Gebläse 22, 23), die Raumluft (Pfeile 9) ansaugen und über die Wärmetauscher­ mittel (Kreuzstromwäremtauscher 21) zu einem Fort­ luftanschluß (4) und Außenluft (Pfeil 6) über die Wärmetauschermittel (Kreuzstromwärmetauscher 21) in den zu beheizenden Raum fördern,
wobei die Wärmetauschermittel (Kreuzstromwärmetauscher 21) und die Gebläsemittel (Gebläse 22, 23) in einem kasten­ förmigen 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 (Verteilerkammer 24) zwischen dem Wärmetauschermittel (Kreuzstromwärmetauscher 21) und dem wenigstens einen Luft-Übergabeflansch (20) angeordnet sind, welche die aus dem Wärmetauschermittel (Kreuzstromwärmetau­ scher 21) austretende Außenluft in den Luft-Übergabeflansch (20) leiten, so daß die im Wärmetauschermittel (Kreuzstrom­ wärmetauscher 21) vorgewärmte Außenluft durch den Luft-Über­ gabeflansch (20) als Zuluft (Pfeile 8) an einen mechanisch verbundenen Raumheizkörper (1) zur Nacherwärmung übergeben wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsmittel (24) einen Verteiler aufweisen, der den Außenluftausgang (21a) des Wärmetauschermittels (21) mit zu beiden Seiten des Gehäuses (28) angeordneten Luft-Über­ gabeflanschen (20) verbindet und daß Mittel zum selektiven Verschließen der beiden Luft-Übergabeflansche (20) vorge­ sehen 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 Außenluftausgang (21a) des Wärmetauschermittels (Kreuzstromwärmetauscher 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 Luft-Übergabe­ flansch (20) gehörigen Schürze begrenzt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenluftausgangsseite (21a) des Wärmetauschermittels (Kreuzstromwärmetauscher 21) ein Geblä­ se (22) in die Leitungsmittel (Verteilerkammer 24) eingebaut ist, das die vorgewärmten Außenluft (Pfeil 6) durch den we­ nigstens einen Luft-Übergabeflansch (20) in den angeschlos­ senen 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 (28) und Verklei­ dung (11) zu einer kastenförmigen Baueinheit zusammen­ schließbar sind.

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 (31) Schraubbol­ zen aufweisen.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Verbindungselemente (31) Rastelemente aufweisen.