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Die
Erfindung betrifft ein Luftreinigungsmodul mit einer zeolithhaltigen
Luftkontaktoberfläche nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Gattungsgemäße Luftreinigungsmodule kommen
zur Reinigung von Luft in Innenräumen
zum Einsatz. Diese Module werden beispielsweise in Belüftungs-,
Heizungs- und/oder Klimaanlagen integriert um den Schadstoffanteil
und/oder die Geruchsbelastung der Luft zu reduzieren. Oft arbeiten
diese Luftreinigungsmodule hinsichtlich Schadstoffkonzentrationsminimierung
und Geschwindigkeit sehr uneffektiv und bedürfen darüber hinaus noch einer intensiven
Wartung. Gattungsgemäße Luftreinigungsmodule
zeichnen sich zudem durch einen aufwendigen und komplizierten Aufbau
sowie durch großen
Platzbedarf aus.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Luftreinigungsmodul
vorzuschlagen.
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Diese
Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung nach der Lehre des
Hauptanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird das
Problem dadurch gelöst,
dass das Luftreinigungsmodul zumindest eine Einströmöffnung,
zumindest eine Ausströmöffnung und
zumindest eine Luftkontaktoberfläche
aufweist, wobei das Luftreinigungsmodul von der Einströmöffnung her
zur Ausströmöffnung hin
von der Luft zwangsdurchströmt
wird, und wobei die Luft dabei an der Luftkontaktoberfläche vorbeigeleitet
wird, und wobei die Luftkontaktoberfläche zumindest abschnittsweise
mit natürlichem
und/oder synthetischem Zeolith dotiert ist.
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Das
hermetisch abgeschlossene Luftreinigungsmodul verfügt lediglich über zwei
Luftöffnungen. Über die
Einströmöffnung tritt
die zu reinigende Luft in das Luftreinigungsmodul ein, wird durch
das Luftreinigungsmodul hindurchgeführt und tritt dann durch die
Ausströmöffnung wieder
aus dem Luftreinigungsmodul aus. Die Ausführung der Einströmöffnung und
der Ausströmöffnung ist
grundsätzlich
beliebig. Vorteilhafterweise werden diese Öffnungen jedoch gegebenenfalls
in Anlehnung an eine entsprechende Standardisierung für Anschlüsse in Anlagen zur
Behandlung von Luft ausgestaltet. Dazu können entsprechende Stutzen
vorgesehen sein. Dies erleichtert die Integration in Luftbehandlungssysteme. Auch
eine nachträgliche
Integration in solche Systeme wird dadurch begünstigt.
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Innerhalb
des Luftreinigungsmoduls befindet sich eine Luftkontaktoberfläche. An
dieser Luftkontaktoberfläche
wird die Luft auf dem Weg von der Einströmöffnung zur Ausströmöffnung vorbeigeleitet. Die
Luft wird dabei zwangsgeströmt.
Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Luft die durch die Einströmöffnung in
das Luftreinigungsmodul eintritt unter Druck steht. Durch das kontrollierte
zwangsgeströmte
Vorbeileiten der Luft an der Luftkontaktoberfläche kann eine effektive Reinigungswirkung
erreicht werden.
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Dazu
ist die Luftkontaktoberfläche
zumindest abschnittsweise mit natürlichem und/oder synthetischem
Zeolith dotiert. Zeolith zersetzt nämlich Schadstoffe wie beispielsweise
Formaldehyd, Benzol, Ammoniak, Tabakrauch und auch Gerüche wie beispielsweise
Fischgeruch (Triethylamin). Durch die Zersetzung dieser Stoffe in
unschädliche
Komponenten verbleiben die unschädlichen
Komponenten nicht im Luftreinigungsmodul, sondern werden durch die Ausströmöffnung aus
dem Luftreinigungsmodul abgeführt.
Dadurch bedarf das Luftreinigungsmodul geringer oder gar keiner
Wartung. Es findet nämlich
keine Bindung der Schadstoffe und dadurch keine Sättigung
der Luftkontaktoberfläche
statt.
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Die
Realisierung der mit Zeolith dotierten Luftkontaktoberfläche ist
grundsätzlich
beliebig. Die Luft kann dabei an einem festen oder flüssigen Medium
vorbei- oder hindurchgeleitet werden. Dieses Medium kann vollständig zu
einem bestimmten Anteil aus Zeolith bestehen, oder aber es weist
lediglich die Oberfläche
dieses Mediums einen bestimmten Anteil an Zeolith auf.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Luftreinigungsmodul eine Mehrzahl parallel beabstandeter
Luftkontaktplatten, insbesondere im Abstand von 1 mm bis 5 mm, auf.
Durch die Anordnung mehrerer Luftkontaktplatten kann der Raum innerhalb
des Luftreinigungsmoduls optimal ausgenutzt werden und das Luftreinigungsmodul
zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus. Darüber hinaus ist
das Luftreinigungsmodul dadurch einfach aufgebaut.
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Vorzugsweise
wird die zeolithhaltige Luftkontaktoberfläche zumindest abschnittsweise
durch die Luftkontaktplatten gebildet. Um eine effektive und schnelle
Reinigungswirkung und eine hohe Schadstoffreduktion zu erzielen
ist die Anzahl der Luftkontaktplatten von besonderer Bedeutung.
Von nicht untergeordneter Wichtigkeit ist der Abstand der parallelen
Luftkontaktplatten. Diese Parameter müssen auch in Relation zur Raumgröße und somit
zur zu reinigenden Luftmenge betrachtet werden und haben entscheidenden
Einfluss auf den der Luft durch das Luftreinigungsmodul entgegengesetzten
Widerstand und die Geräuschbildung
des Luftreinigungsmoduls.
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Die
Ausführungsform
der Luftkontaktplatten ist grundsätzlich beliebig. In einer bevorzugten
Ausführungsform
bestehen die Luftkontaktplatten aus zeolithhaltigen Bauplatten,
insbesondere aus zeolithhaltigen Gipsplatten, was die Herstellung
des Luftreinigungsmoduls erheblich vereinfacht. Darüber hinaus
wird die zeolithhaltige Luftkontaktoberfläche der Luftkontaktplatten,
hier insbesondere der zeolithhaltigen Gipsplatten, optimal ausgenutzt.
Es wird nämlich im
erfindungsgemäßen Luftreinigungsmodul
im Gegensatz zum einfachen Kontaktieren der Luft mit den Luftkontaktplatten,
die Luft zwangsgeströmt
an den Luftkontaktplatten bzw. an der Luftkontaktoberfläche vorbeigeleitet.
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Die
Luftkontaktplatten werden vorzugsweise parallel oder senkrecht zur
Luftströmungsrichtung
im Luftreinigungsmodul ausgerichtet. Grundsätzlich ist jedoch auch jede
andere Ausrichtung der Luftkontaktplatten denkbar.
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Die
Luftkontaktplatten bzw. deren Luftkontaktoberfläche wird dabei von der Luft
umströmt und/oder
durchströmt.
Der Strömungsweg
ist grundsätzlich
beliebig. Er wird jedoch vorzugsweise so gewählt, dass die gesamte Luftkontaktoberfläche der Luftkontaktplatten
möglichst
optimal ausgenutzt wird. Die Geschwindigkeit der Luftströmung wird
so gewählt,
dass sie mit der Reaktionsgeschwindigkeit des Zeolith-Katalyseprozesses,
der Schadstoffmenge, der Raumgröße und der
zu reinigenden Luftmenge in einem guten Verhältnis steht.
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Die
Anordnung der Luftkontaktplatten zueinander ist grundsätzlich beliebig.
Die Luftkontaktplatten können
durch das Gehäuse
des Luftreinigungsmoduls fixiert sein. Es werden jedoch in einer
bevorzugten Ausführungsform
die Luftkontaktplatten hauptsächlich
mittels eines Distanzhalters, insbesondere aus Moosgummi beabstandet.
Die Distanz halter dienen einerseits einer Fixierung der Luftkontaktplatten
relativ zueinander und sorgen andererseits dafür, dass die Luft zwischen den
Luftkontaktplatten hindurchtreten kann.
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Befestigung
und Anordnung des Distanzhalters sind grundsätzlich beliebig. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
kommt der Distanzhalter im Randbereich der Luftkontaktplatten zur
Anlage. Dadurch wird der entstehende Zwischenraum zwischen den Luftkontaktplatten
durch diesen „Distanzring" nach außen hin
hermetisch abgedichtet. Dies erweist sich besonders bei Verwendung
von mit Ausnehmungen versehenen Luftkontaktplatten als besonders
vorteilhaft.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Luftkontaktplatten
Ausnehmungen auf, wobei die Luftkontaktoberfläche zumindest abschnittsweise
durch die Oberfläche
in den Ausnehmungen gebildet wird. Dadurch kann eine Vergrößerung der
Luftkontaktoberfläche
bei gleichzeitiger größtmöglicher
Kompaktheit des Luftreinigungsmoduls erreicht werden. Die Größe und der
Abstand dieser Ausnehmungen zueinander sind von besonderer Bedeutung
hinsichtlich des Widerstandes gegen den Luftstrom, der Effektivität der Schadstoffreduktion und
hinsichtlich der Geräuschbildung
des Luftreinigungsmoduls.
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Auch
bei ummantelten Luftkontaktplatten, die zunächst nur innerhalb des Mantels
einen Anteil an Zeolith aufweisen, ist es vorteilhaft diese mit
Ausnehmungen zu versehen. Dann nämlich
wird der zeolithfreie Mantel der Luftkontaktplatten durchbrochen und
es entsteht dadurch an den Rändern
der Ausnehmungen eine zeolithhaltige Kontaktoberfläche.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausnehmungen
in den Luftkontaktplatten äquidistant
beabstandet und insbesondere kreisförmig ausgebildet. Einerseits
vereinfacht dies die Bildung der Ausnehmungen in den Luftkontaktplatten und
andererseits wird dadurch eine symmetrische und dadurch laminare
sowie effektive Luftströmung erreicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausnehmungen
benachbarter Luftkontaktplatten zueinander versetzt angeordnet.
Dabei können
zwei Typen von Luftkontaktplatten mit versetzt angeordneten Lochmustern
in alternierender Reihenfolge angeordnet sein. Zwischen den Luftkontaktplatten
kann sich jeweils der Distanzhalter befinden. Die Luft wird dabei
von der Einströmöffnung über die
Ausnehmungen der ersten Luftkontaktplatte durch die Ausnehmungen
der folgenden Luftkontaktplatten über die Ausnehmungen der letzen
Luftkontaktplatte geführt
und schließlich
durch die Ausströmöffnung wieder
herausgeführt.
Dabei wird die Luft nicht ausschließlich an den Oberflächen in
den Ausnehmungen vorbeigeleitet, sondern zusätzlich auf ihrem Weg von einem
Loch des ersten Luftkontaktplattentyps zu einem versetzt angeordnetem
Loch des zweiten Luftkontaktplattentyps zusätzlich an einem Abschnitt der
Luftkontaktoberfläche
der Luftkontaktplatte außerhalb
der Ausnehmungen vorbeigeleitet.
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Dies
resultiert insbesondere bei auch außerhalb der Ausnehmungen mit
zeolithhaltiger Luftkontaktoberfläche versehenen Luftkontaktplatten
in einer nochmaligen Vergrößerung der
zeolithhaltigen Luftkontaktoberfläche durch die Luftkontaktoberfläche innerhalb
der Ausnehmungen. Bei gleicher Luftkontaktoberfläche wäre somit eine kompaktere Bauweise des
Luftreinigungsmoduls möglich.
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Weiterhin
wird durch die versetzt angeordneten Ausnehmungen der dem Luftstrom
entgegengesetzte Widerstand vergrößert und somit auch die Aufenthaltszeit
der Luft im Luftreinigungsmodul verlängert. Dies resultiert in einer
höheren
Effektivität
und größeren Reinigungswirkung
sowie einer größeren Schadstoffreduktion.
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Das
erfindungsgemäße Luftreinigungsmodul kann
in allen Bereichen zur Reinigung von Luft Verwendung finden. Bevorzugter
Weise kann dies in Belüftungsanlagen
für Innenräume oder
Kraftfahrzeuge, in einer Luftreinigungsanlage und/oder in einer
Klimaanlage sowie in einem mobilen Standgerät sein. Ein weiteres Einsatzgebiet
des erfindungsgemäßen Luftreinigungsmoduls
ist ein Abgaskatalysator in einem Kraftfahrzeug.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Luftreinigungsmodul in schematisierter Ansicht;
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2 das
Luftreinigungsmodul gemäß 1 in
einer weiteren schematisierten Ansicht;
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3 die
Luftkontaktplatten des Luftreinigungsmoduls gemäß 1 im Querschnitt;
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4 das
Luftreinigungsmodul gemäß 1 im
Querschnitt.
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1 zeigt
ein Luftreinigungsmodul 01 in schematisierter Ansicht.
Das Luftreinigungsmodul 01 weist eine Einströmöffnung 02 und
eine Auslassöffnung 03 auf.
Die Einströmöffnung 02 und
die Auslassöffnung 03 sind
zur Aufnahme einer Luftleitung geeignet. Innerhalb des Luftreinigungsmoduls 01 sind in
alternierendem Abstand Luftkontaktplatten eines ersten Typs 04 und
eines zweiten Typs 05 sowie Distanzhalter 06 angeordnet.
Die Distanzhalter 06 kommen im Randbereich der Luftkontaktplatten 04, 05 zur
Anlage. Die Verbindung von Distanzhaltern 06 mit Luftkontaktplatten 04, 05 kann
beispielsweise mittels eines Klebers, insbesondere eines PU-Klebers,
erfolgen. Die Luftkontaktplatten 04, 05 sind in
der Form von kartonummantelten zeolithhaltigen Gipsplatten ausgebildet.
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2 zeigt
das Luftreinigungsmodul 01 gemäß 1 in einer
weiteren schematisierten Ansicht. Die Luftkontaktplatten 04, 05 und
die Distanzhalter 06 sind in fixiertem Zustand dargestellt.
Es folgen jeweils Luftkontaktplatten des ersten Typs 04 in
alternierender Reihenfolge auf die Luftkontaktplatten des zweiten
Typs 05 in paralleler Anordnung. Die Luftkontaktplatten 04, 05 werden
durch die im Randbereich der Luftkontaktplatten 04, 05 zur
Anlage kommenden Distanzhalter 06 beabstandet. Der Abstand
der Luftkontaktplatten 04, 05 zueinander beträgt in etwa
1 mm bis 5 mm. Die Luftkontaktplatten 04, 05 sind senkrecht
zur Strömungsrichtung
der Luft durch das Luftkontaktmodul 01 angeordnet. Der
Zwischenraum zwischen den Luftkontaktplatten 04, 05 wird
nach außen
hin durch die Distanzhalter 06 hermetisch abgedichtet,
so dass die Luft aus diesem Zwischenraum nur durch die Ausnehmungen
in den Luftkontaktplatten 04, 05 austreten kann.
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3 zeigt
die Luftkontaktplatte des ersten Typs 04 und des zweiten
Typs 05 im Querschnitt. Die Luftkontaktplatten 04, 05 weisen äquidistant
beabstandete Ausnehmungen 07 auf. Die Ausnehmungen 07 sind
kreisförmig
ausgebildet. Das Lochraster der Luftkontaktplatte des ersten Typs 04 ist
gegenüber dem
Lochraster der Luftkontaktplatte des zweiten Typs 05 versetzt
angeordnet. Der Mittelpunktsabstand der kreisförmigen Ausnehmungen beträgt insbesondere
20 mm. Das Maß der
Kantenlänge
der Luftkontaktplatten 04, 05 beträgt insbesondere
135 mm.
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4 zeigt
das Luftreinigungsmodul 01 gemäß 1 im Querschnitt.
Das Luftreinigungsmodul 01 wird von der durch die Turbine 08 angetriebenen Luft
zwangsdurchströmt.
Die Turbine 08 ist dabei an die Einströmöffnung 02 angeschlossen,
drückt
die Luft dann durch die Ausnehmungen 07 in die Luftkontaktplatten 04, 05 und
schließlich
tritt die Luft durch die Austrittsöffnung 03 aus dem
Luftreinigungsmodul 01 aus. Die Ausnehmungen 07 der
Luftkontaktplatten 04, 05 sind versetzt zueinander
angeordnet. Nachdem die Luft aus den Ausnehmungen 07 der
ersten Kontaktplatte ausgetreten ist, wird sie an einem Abschnitt
der äußeren Luftkontaktoberfläche der
Luftkontaktplatten 04, 05 vorbeigeleitet bevor
die Luft in die Ausnehmungen 07 der nächsten Kontaktplatte eintritt.
Dabei tangiert die Luft beim Durchtritt durch die Ausnehmungen 07 die
Oberfläche 09 in
den Ausnehmungen 07. Diese Oberfläche ist zeolithhaltig. Die äußere Oberfläche der
Luftkontaktplatten 04, 05 kann ebenfalls zeolithhaltig
sein, ist es aber in diesem Ausführungsbeispiel
nicht, da die Luftkontaktplatten 04, 05 kartonummantelt
sind. Lediglich die Ausnehmungen 07 sind aus den Luftkontaktplatten 04, 05 beispielsweise
ausgestanzt und weisen daher an der Oberfläche innerhalb der Ausnehmungen 07 einen
Zeolithgehalt auf.