DE19844905A1 - Heizungs- und Lüftungsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und Lüftungsanlage, insbesondere für Wohnungseinheiten eines Mehrfamilienhauses, mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung, die wenigstens einen Wärmetauscher umfaßt, mittels dem eine Wärmeenergie einer Abluft entzogen wird und diese Wärmeenergie einer Zuluft zugeführt wird. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß die Wärmerückgewinnungseinrichtung in ein Konstruktionselement eines Gebäudes (10) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und Lüftungs­ anlage, insbesondere für Wohneinheiten eines Mehr­ familienhauses, mit einer Wärmerückgewinnungseinrich­ tung, die wenigstens einen Wärmetauscher umfaßt, mit­ tels dem eine Wärmeenergie einer Abluft entzogen wird und diese Wärmeenergie einer Zuluft zugeführt wird.

Heizungs- und Lüftungsanlagen mit einer Wärmerück­ gewinnungseinrichtung sind bekannt. Hierbei wird ent­ weder über eine Zwangsentlüftung oder eine wählbar zuschaltbare Entlüftung eine Abluft aus einer Raum­ einheit, vorzugsweise einer gesamten Wohnung oder auch nur einem Teil der Wohnung, einem Wärmetauscher zugeführt. Die Abluft enthält eine Wärmeenergie, die beispielsweise durch Heizen, Kochen oder dergleichen oder andere Wärmeenergie erzeugende Einrichtungen in­ nerhalb der Wohnung erzeugt wird. Um diese Wärme­ energie nicht ungenutzt beim Entlüften ins Freie ent­ weichen zu lassen, wird diese über den Wärmetauscher geführt, mittels dem die Wärmeenergie einer Zuluft zum Belüften der Wohnung zuführbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß beim Lüften, beispielsweise Zwangslüften einer Wohnung, die mit der Zuluft von außerhalb des Gebäudes angesaugte Frischluft vor­ gewärmt wird, so daß ein Heizenergiebedarf zum Heizen der Wohnung reduziert werden kann.

Aufbau und Wirkungsweise von Wärmetauschern sind in vielfältiger Weise bekannt. Hierbei werden die Abluft und die Zuluft definiert aneinander vorbeigeführt, so daß über eine die Abluft von der Zuluft trennende Wandung der Wärmeaustausch erfolgen kann. Derartige Wärmetauscher arbeiten - je nach Führung der Abluft beziehungsweise der Zuluft - als Gleichstromwärme­ tauscher, Kreuzstromwärmetauscher oder Gegenstrom­ wärmetauscher.

Beim Einsatz in Heizungs- und Lüftungsanlagen für Wohneinheiten ist bekannt, diese als Zentralgerät in­ nerhalb der Wohnung anzuordnen. Das Zentralgerät be­ sitzt den Wärmetauscher, wobei zum Transport der Abluft beziehungsweise der Zuluft entsprechende Kanalsysteme für die Luftverteilung angeschlossen sind. Gegebenenfalls sind zusätzlich Strömungs­ maschinen integriert, um einen entsprechend großen Luftstrom für die Abluft und/oder die Zuluft einzu­ stellen. Um einen möglichst effektiven Wärmetausch zu erzielen, muß eine möglichst große Wirkfläche der Wärmetauscher vorhanden sein.

Bei den bekannten Heizungs- und Lüftungsanlagen ist nachteilig, daß die Zentralgeräte aufgrund eines re­ lativ voluminösen Wärmetauschers relativ groß bauen und ein entsprechender Einbauplatz somit innerhalb der Wohnung vorzuhalten ist. Neben dem somit in Anspruch genommenen Einbauraum ist eine zusätzliche optische Beeinträchtigung zu erwarten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs- und Lüftungsanlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad und einem relativ geringen zusätzlichen Einbauraum auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Heizungs- und Lüftungsanlage mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß die Wärme­ rückgewinnungseinrichtung in ein Konstruktionselement eines Gebäudes integriert ist, ist vorteilhaft mög­ lich, ein sowieso vorhandenes Konstruktionselement mit der Wärmerückgewinnungseinrichtung zu versehen, so daß dieses quasi eine Doppelfunktion übernimmt. Dem vorzugsweise als Trennwand innerhalb eines Wohnungsbereiches ausgebildeten Konstruktionselement wird somit eine zweite Funktion, nämlich die Funktion einer Wärmerückgewinnungseinrichtung, integriert. Hierdurch lassen sich die vorhandenen Platzverhält­ nisse optimal ausnutzen, da durch die Integration der Wärmerückgewinnungseinrichtung in das Konstruktions­ element quasi kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Der für die Wärmerückgewinnungseinrichtung be­ nötigte Bauraum ist somit bereits durch das Konstruk­ tionselement vorgegeben und wird optimal ausgenutzt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Wärmerückgewinnungseinrichtung in ein Konstruktionselement des Gebäudes integriert ist, das insbesondere mit Abluft belastete Bereiche und mit Zuluft zu versorgende Bereiche trennt. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise ein Aufwand zum Führen der Abluft und der Zuluft auf ein notwendiges Minimum re­ duzieren. Dadurch, daß die Wärmerückgewinnungsein­ richtung somit quasi zwischen dem mit Abluft be­ lasteten Bereich und dem mit Zuluft zu versorgenden Bereich angeordnet ist, kann die Wärmetauschfunktion mit optimalem Wirkungsgrad durchgeführt werden.

Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wärmerückgewinnungseinrichtung einen nach dem Gegenstromprinzip wirkenden Wärme­ tauscher umfaßt, der in das Konstruktionselement des Gebäudes integriert ist. Durch eine derartige Ausge­ staltung läßt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad bei der Übertragung von in der Abluft enthaltener Wärmeenergie auf die Zuluft erreichen. Aufgrund in der Regel relativ großflächig vorhandener Konstruk­ tionselemente, beispielsweise Trennwände, können die Wärmetauscher der Wärmerückgewinnungseinrichtung mit entsprechend großer Wirkfläche ausgebildet sein. Hierdurch wird ein optimaler Wärmeaustausch, der Wirkungsgrade bis zu 100% zuläßt, erzielbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs­ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Gebäude und

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine mit einer Wärmerück­ gewinnungseinrichtung ausgestatteten Trennwand.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Grundriß eines Gebäudes 10 gezeigt. Das Gebäude 10 umfaßt eine Anzahl von Wohnungseinheiten, wobei hier eine erste Wohnungseinheit 12 und eine zweite Wohnungseinheit 14 dargestellt sind. Die Darstellung erfolgt lediglich beispielhaft, wobei selbstverständlich jeder andere beliebige Grundriß möglich ist. Anhand der Darstel­ lung in Fig. 1 soll die Anordnung einer insgesamt mit 16 bezeichneten Heizungs- und Lüftungsanlage ver­ deutlicht werden. Die Heizungs- und Lüftungsanlage 16 ist in einer Trennwand 18 angeordnet, die einen Wohn­ bereich 20 von einem Küchenbereich 22 beziehungsweise einem Bad 24 trennt. Es wird davon ausgegangen, daß die Trennwand 18 nachträglich als nicht tragende Wand in die Wohneinheiten 12 beziehungsweise 14 eingebaut ist.

Die Trennwände 18 enthalten, wie anhand von Fig. 2 noch näher erläutert wird, einen ersten Luftführungs­ kanal 26 und eine zweiten Luftführungskanal 28. Die Luftführungskanäle 26 und 28 sind im wesentlichen senkrecht durch das Gebäude 10 geführt und münden oberhalb des Daches. Der Luftführungskanal 26 dient zum Zuführen von Frischluft, während der Luft­ führungskanal 28 zum Abführen von Abluft dient. Je nach den Gegebenheiten kann jeder Wohnungseinheit 12, 14 jeweils ein Luftführungskanal 26 und ein Luft­ führungskanal 28 zugeordnet sein. Bei übereinander­ liegenden Wohnungseinheiten kann gegebenenfalls auch eine gemeinsame Nutzung eines Luftführungskanals 26 und/oder 28 erfolgen. Um eine Luftströmung zu er­ halten, kann vorgesehen sein, daß in die Luft­ führungskanäle 26 und/oder 28 Strömungsmaschinen (Ventilatoren) integriert sind. Diese können entweder in den Wohnungsbereichen oder im Mündungsbereich oberhalb des Daches angeordnet sein. Hierbei kann eine Strömungsgeschwindigkeit und somit eine pro Zeiteinheit zuführbare beziehungsweise abführbare Menge an Luft eingestellt werden.

Die anhand von Fig. 2 näher gezeigte Heizungs- und Lüftungsanlage 16 umfaßt einen Wärmetauscher 30. Der Wärmetauscher 30 besitzt einen ersten Strömungskanal 32, der den Frischluftkanal 26 mit wenigstens einem Auslaß 34 verbindet. Ferner besitzt der Wärmetauscher 30 einen zweiten Strömungskanal 36, der den zweiten Luftführungskanal 28 mit wenigstens einem Einlaß 38 verbindet. Die Auslässe 34 sind hierbei zu den Wohn­ bereichen 20 hin geöffnet und dienen deren Belüftung und Heizung. Die Einlässe 36 sind zu den Küchen­ bereichen 22 beziehungsweise dem Bad 24 geöffnet und dienen deren Entlüftung. Nach weiteren Ausführungs­ beispielen ist selbstverständlich möglich, auch die Küchenbereiche 22 beziehungsweise Bäder 24 mit einem Auslaß 34 zum Belüften und Heizen zu versehen und/oder die Wohnbereiche 20 mit einem Einlaß 36 zur Entlüftung auszustatten.

Innerhalb der Trennwand 18 sind die Strömungskanäle 32 und 36 so geführt, daß sich für den Wärmetauscher 30 ein Gegenstromwirkprinzip ergibt. Die Strömungska­ näle 32 und 36 sind abwechselnd - entsprechend einer zur Verfügung stehenden Stärke der Trennwand 18 - schneckenförmig um die Luftführungskanäle 26 und 28 geführt. Im Querschnitt betrachtet (Fig. 2) ergibt sich somit, daß jeweils eine Wandung 40 einerseits den Strömungskanal 32 und andererseits den Strömungs­ kanal 36 begrenzt. Die Wandung 40 bilden somit gleichzeitig die wärmetauscherflächen des Wärme­ tauschers 30. Entsprechend der Anordnung der Strömungskanäle 32 und 36 werden die Wandungen 40 einerseits von der Frischluft 29 angeströmt, die von dem ersten Luftführungskanal 26 zu dem wenigstens einen Auslaß 34 strömt und andererseits von der Abluft 31 angeströmt, die von dem wenigstens einen Einlaß 38 zu dem zweiten Luftführungskanal 28 strömt.

Dadurch, daß vorhandene Trennwände 18 in den Wohnein­ heiten 12, 14 relativ großflächig sein können, steht somit eine entsprechend große Wärmetauscherfläche zur Verfügung, die entsprechend der Anzahl der Windungen der Strömungskanäle 32 beziehungsweise 36 um ein Vielfaches größer ist als die tatsächliche Fläche der Trennwand 18.

In der Fig. 2 sind einzelne Temperaturbereiche 42 angegeben, anhand derer das Wirkungsprinzip der Heizungs- und Lüftungsanlage 16 verdeutlicht werden soll. Demnach soll den Wohnungseinheiten 12, 14 Frischluft 29 zugeführt werden, die beispielsweise außerhalb des Gebäudes 10 eine Temperatur von -5°C aufweist. Gleichzeitig soll aus den Wohnungseinheiten 12, 14 eine Abluft 31, die beispielsweise 20°C be­ sitzt, abgeführt werden. Die Frischluft 29 von -5°C wird über den ersten Luftführungskanal 26 in den Strömungskanal 32 geleitet. Hierbei passiert die Frischluft die von dem wenigstens Auslaß 38 zum zweiten Führungskanal 28 strömende Abluft im Gegen­ stromprinzip, so daß entsprechend der zur Verfügung stehenden Fläche - in an sich bekannter Weise - ein Wärmetausch zwischen der Frischluft 29 und der Abluft eintritt. Entsprechend dem zurückgelegten Strömungs­ weg erwärmt sich die Frischluft 29 von der Aus­ gangstemperatur -5°C auf eine Temperatur von 18°C an dem wenigstens einen Auslaß 34. Gleichzeitig kühlt sich die Abluft 31 von dem wenigstens einen Einlaß 38 auf ihrem Strömungsweg zum zweiten Strömungskanal 28 auf eine Temperatur von -3°C ab. Somit wird die in der Abluft 31 gespeicherte Wärmeenergie fast voll­ ständig auf die Zuluft 29 übertragen, so daß sich ein sehr hoher Wirkungsgrad der Heizungs- und Lüftungs­ anlage 16 ergibt.

Die Anordnung der Strömungskanäle 32 und 36 erfolgt so, daß in den zu den Wohnbereichen 20 beziehungswei­ se Küchenbereichen 22 und Bad 24 gerichteten äußeren Strömungskanalabschnitten 42 ein nur geringer Tempe­ raturunterschied zu der jeweiligen Raumtemperatur herrscht. Insofern ist eine zusätzliche Dämmung der Trennwand 18 zu den einzelnen Bereichen 20, 22, 24 der Wohneinheiten 12, 14 nicht notwendig.

Anhand der Integration der Heizungs- und Lüftungs­ anlage 16 in die Trennwände 18 wird deutlich, daß ein zusätzlicher Flächen- beziehungsweise Raumbedarf innerhalb der Wohnungseinheiten 12 und 14 nicht notwendig ist. Da die Trennwände 18 - auch ohne inte­ grierte Heizungs- und Lüftungsanlage 16 - vorzusehen sind, übernehmen diese quasi eine Doppelfunktion. Darüber hinaus läßt sich in die Trennwände 18 gleich­ zeitig die Zuführung der Frischluft 29 und die Abführung der Abluft 31 integrieren, so daß zusätz­ liche Steigleitungen, Kanäle oder dergleichen zur Luftführung innerhalb der Wohnungseinheiten nicht angeordnet werden müssen.

Nach einem konkreten Ausführungsbeispiel läßt sich beispielsweise in einer 10 cm dicken Trennwand 18 ein Wärmetauscher 30 erzielen, der insgesamt eine Länge der Strömungskanäle 32 beziehungsweise 38 von 8 m aufweist. Zusätzlich zu der schneckenförmigen Anord­ nung der Strömungskanäle 32 und 36 um die Luft­ führungskanäle 26 und 28 können diese übereinander mäanderförmig verlaufen, so daß sich eine weitere Verlängerung des Strömungsweges ergibt. Somit läßt sich eine Baugröße der Wärmetauscher 30 optimieren, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad bei der Be- und Entlüftung beziehungsweise Heizung der Wohnungsein­ heiten 12 und 14 zu erzielen.

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Jede weitere analoge Anordnung der Heizungs- und Lüftungsanlage 16 in Konstruktionselemente des Gebäudes 10 ist möglich. So kann eine Anordnung bei­ spielsweise auch in ein Deckenelement oder derglei­ chen erfolgen.

Claims (6)

1. Heizungs- und Lüftungsanlage, insbesondere für Wohnungseinheiten eines Mehrfamilienhauses, mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung, die wenigstens einen Wärmetauscher umfaßt, mittels dem eine Wärmeenergie einer Abluft entzogen wird und diese Wärmeenergie einer Zuluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerückgewinnungseinrichtung in ein Konstruktionselement eines Gebäudes (10) integriert ist.

2. Heizungs- und Lüftungsanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement eine Trennwand (18) einer Wohnungseinheit (12, 14) des Gebäudes ist.

3. Heizungs- und Lüftungsanlage nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (18) mit Abluft (31) belastete Bereiche (22, 24) und mit Zuluft zu versorgende Bereiche (20) der Wohnungseinheit (12, 14) trennt.

4. Heizungs- und Lüftungsanlage nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trennwand (18) ein mit dem Gegenstromprinzip wir­ kender Wärmetauscher (30) angeordnet ist.

5. Heizungs- und Lüftungsanlage nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (30) einen ersten Strömungskanal (32), der wenigstens einen Auslaß (34) für Zuluft (29) mit einem Frischluftkanal (26) verbindet, und einen zweiten Strömungskanal (36), der wenigstens einen Einlaß (38) für Abluft (31) mit einem Abluft­ kanal (28) verbindet, aufweist.

6. Heizungs- und Lüftungsanlage nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (32, 36) gegenläufig schnecken­ förmig um die Luftkanäle (26, 28) angeordnet sind.