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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Schalldämpfereinheit zur Anordnung in der Zuleitung einer Gebäudelüftungsanlage gemäss dem Oberbegriff von Schutzanspruch 1.
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STAND DER TECHNIK
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Bei Gebäudelüftungsanlagen mit Lüftungsgebläsen und insbesondere bei sogenannten „kontrollierten Wohnungslüftungssystemen (KWL)“ ist es bekannt, zwischen dem Lüftungsgebläse und dem Eintritt der Zuleitung in den zu belüftenden Raum zur Reduktion der über die Zuleitung in den Raum eingebrachten Geräusche des Lüftungsgebläses einen Schalldämpfer anzuordnen. Dieser wird zweckmässigerweise direkt am Austritt des Lüftungsgebläses angeordnet, so dass sämtliche Komponenten der Lüftungsanlage, welche regelmässige Wartung bzw. Reinigung benötigen, zentral an einem zugänglichen Ort angeordnet werden können. Ist eine Befeuchtung der in den Raum eingebrachten Luft vorgesehen, so wird zudem eine Dampfzuführungseinrichtung in die Zuleitung eingebaut. Diese muss in Strömungsrichtung nach dem Schalldämpfer angeordnet werden, weil die heute bekannten Schalldämpfer bei Feuchtigkeitseintrag zu Verkeimung neigen. Entsprechend erhöht sich bei Anlagen mit Luftbefeuchtung der Platzbedarf und der anlagentechnische Aufwand.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine technische Lösung zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist oder diese zumindest teilweise vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Schutzanspruch 1 gelöst.
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Gemäss diesem betrifft die Erfindung eine Schalldämpfereinheit zur Anordnung in der Zuleitung einer Gebäudelüftungsanlage zwischen einem Lüftungsgebläse und einem Eintritt der Zuleitung in einen zu belüftenden Raum, zur Reduktion der über die Zuleitung in den Raum eingebrachten Geräusche des Lüftungsgebläses.
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Die Schalldämpfereinheit weist eine Eintrittsöffnung für den Eintritt der vom Lüftungsgebläse kommenden Luft auf, sowie eine Austrittsöffnung für die dem Raum zuzuführende Luft. Auch weist die Schalldämpfereinheit einen Strömungskanal auf, welcher die Eintrittsöffnung mit der Austrittsöffnung verbindet.
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Im Strömungskanal ist eine Dampfzuführungseinrichtung vorhanden, welche mit einer Dampferzeugungseinheit verbindbar ist, zum Zuführen von Wasserdampf in den im bestimmungsgemässen Betrieb im Strömungskanal geführten Luftstrom.
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Dabei sind die Begrenzungen des Strömungskanals von einem oder mehreren Dämpfungselementen aus einem wasserabweisenden (hydrophoben) offenzelligen organischen Schaumstoff gebildet, wobei es bevorzugt ist, dass es sich dabei um ein mikrobiologisch geeignetes Schalldämm-Material entsprechend DIN EN ISO 846 handelt.
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Der Begriff „wasserabweisender Schaumstoff“ bezieht sich auf einen hydrophoben oder superhydrophoben (nicht benetzbaren) Schaumstoff mit einem Wasserkontaktwinkel (auch als Benetzungswinkel bezeichnet) grösser 90°. Eine Darstellung verschiedener Wasserkontaktwinkel bei hydrophilen und hydrophoben Materialien ist in 1 gezeigt.
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Die Bezeichnung organischer Schaumstoff bezieht sich auf gehärtete oder ausgehärtete Schaumstoffe, die aus festem organischem Material hergestellt wurden, welches gasgefüllte Hohlräume oder Zellen umgibt. Die Bezeichnung „offenzelliger organischer Schaumstoff“ bezieht sich auf einen Schaumstoff bei dem die gasgefüllten Hohlräume oder Zellen durch das organische Material nicht vollständig umschlossen oder abgedichtet sind, wodurch ermöglicht wird, dass Luft hindurchströmt.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei Verwendung derartiger Dämpfungselemente keine Verkeimungsproblematik vorliegt und es dadurch möglich wird, gattungsgemässe Schalldämpfer auch für befeuchtete Luft einzusetzen. Aufgrund seiner wasserabweisenden Eigenschaften wird durch den offenzelligen organischen Schaumstoff sichergestellt, dass die Schalldämpfereinheit die Hygienestandards für Ventilationssysteme und Klimaanlagen erfüllt.
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Hierdurch wiederum wird es erstmals möglich, die Dampfzuführung innerhalb des Schalldämpfers zu realisieren, wodurch Bauraum eingespart werden kann. Auch wird es hierdurch möglich, bestehende Lüftungsanlagen ohne Luftbefeuchtung durch Ersetzen des bestehenden Schalldämpfers durch einen erfindungsgemässen Schalldämpfer mit einer Luftbefeuchtung nachzurüsten, ohne dass es hierfür einer Änderung des Rohrleitungssystems bedarf oder zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schalldämpfereinheit sind die Dämpfungselemente aus einem Schaumstoff mit einem Wasserkontaktwinkel von mindestens 110°, bevorzugterweise von mindestens 120°, und noch bevorzugter von mindestens 130°, gebildet.
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Die Dampfzuführungseinrichtung ist bevorzugterweise in der Nähe der Eintrittsöffnung im Strömungskanal angeordnet.
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Sie ist mit Vorteil als ein den Strömungskanal quer zur Durchströmungsrichtung durchsetzendes Rohr ausgebildet, welches bevorzugterweise auf seiner der Eintrittsöffnung abgewandten Seite mehrere Dampfaustrittsöffnungen aufweist. Die Dampfaustrittsöffnungen sind dabei mit Vorteil derartig ausgebildet, dass damit eine optimierte, verkürzte Befeuchtungsstrecke realisiert wird.
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Derartige Ausgestaltungen haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Schalldämpfereinheit ist in der Nähe der Austrittsöffnung ein Feuchtigkeitssensor und mit Vorteil zusätzlich ein Luftstromwächter im Strömungskanal angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Einheit und es wird kein weiterer Bauraum für die Installation derartiger Sensoren benötigt.
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Mit Vorteil fallen die Zentren der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung der Schalldämpfereinheit in Durchströmungsrichtung gesehen zusammen, so dass die Schalldämpfereinheit einen Teil eines geradlinigen Leitungsabschnitts bilden kann.
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Weiter ist es bevorzugt, dass der Strömungskanal derartig geführt ist, dass eine Durchsicht durch den Strömungskanal nicht möglich ist. Mit derartigen Ausführungsformen kann eine optimale Schalldämmung bei sehr geringem Druckverlust erreicht werden.
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Vorzugsweise ist der Schaumstoff der Dämpfungselemente auf der den Strömungskanal begrenzenden Seite mit einer Beschichtung versehen. Die Beschichtung dichtet die Oberfläche des Schaumstoffs ab und verhindert das Ansammeln von Staub in dem offenzelligen organischen Schaumstoff, wodurch die Lebensdauer der Schalldämpfereinheit verlängert wird.
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Vorzugsweise weist die Beschichtung eine Dicke von 20 µm bis 30 µm auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaumstoff ein Melaminharz-Schaum oder ein Polyurethan-Schaum, vorzugsweise ein hydrophober Melaminharz-Schaum.
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Wie dem Fachmann bekannt ist, handelt es sich bei einem Melaminharz oder einem Melamin-Formaldehyd Harz um ein Harz, das durch Kondensation von Melamin und Formaldehyd hergestellt wurde. Ein offenzelliger Melaminharz-Schaum kann beispielsweise hergestellt werden durch Aufschäumen einer hochkonzentrierten Melamin-Formaldehyd Präkondensat Dispersion oder Lösung mit heisser Luft (auch bezeichnet als Expandieren) und anschliessendes Aushärten. Der offenzellige Melaminharz-Schaum kann durch physikalische oder chemische Modifizierung hydrophob gemacht werden. Physikalische Modifizierung beinhaltet beispielsweise das Beschichten, Imprägnieren oder Besprühen des offenzelligen Melaminharz-Schaums mit einer Lösung, die hydrophobe Verbindungen enthält. Geeignete hydrophobe offenzellige Melaminharz-Schäume, die durch physikalische Modifikation hergestellt wurden, sind beispielweise in
EP2134775B1 beschrieben. Chemische Modifizierung beinhaltet beispielsweise das Besprühen des offenzelligen Melaminharzes mit einem flüssigen Reaktionsgemisch, welches funktionalisierende Verbindungen enthält, die chemisch mit den Aminogruppen der Melamineinheiten reagieren. Beispiele für geeignete hydrophobe, offenzellige Melaminharz-Schäume, die durch chemische Modifizierung hergestellt wurden, sind in
US20100234480A1 beschrieben. Ein Beispiel für einen kommerziell verfügbaren hydrophoben offenzelligen Melaminharz-Schaum ist Maad MF 10 Hydro Protect (Vertrieben durch: Maad).
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Vorzugsweise weist der Schaumstoff eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,035 W/(mK) auf, gemessen bei einer Temperatur von 10 °C und einer Schaumstoffdicke von 50 mm.
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Der Schaumstoff weist vorzugsweise eine Rohdichte von 7 bis 12 kg/m3 auf, besonders bevorzugt von 8 bis 11 kg/m3.
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Figurenliste
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Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
- 1 eine Darstellung verschiedener Wasserkontaktwinkel bei hydrophilen und hydrophoben Materialien;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Schalldämpfereinheit;
- 3 eine schematische Darstellung einer Gebäudelüftungsanlage mit der Schalldämpfereinheit aus 1; und
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Gebäudelüftungsanlage aus 3 mit der Schalldämpfereinheit in Explosionsdarstellung.
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine Darstellung verschiedener Wasserkontaktwinkel θ bei hydrophilen und hydrophoben Materialien. Wie zu erkennen ist, ist der Wasserkontaktwinkel θ bei hydrophilen Materialien kleiner oder gleich 90° (siehe die beiden linken Darstellungen), während bei den hydrophoben bzw. superhydrophoben Materialien der Wasserkontaktwinkel θ grösser 90° ist (siehe die beiden rechten Darstellungen). Für die Dämpfungselemente der erfindungsgemässen Schalldämpfereinheit kommen hydrophobe bzw. superhydrophobe Schaumstoffmaterialien zum Einsatz.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Schalldämpfereinheit 1. Wie zu erkennen ist, weist die Schalldämpfereinheit 1 eine Eintrittsöffnung 6 für den Eintritt der im bestimmungsgemässen Betrieb von einem Lüftungsgebläse kommenden Luft und eine Austrittsöffnung 7 zum Zuführen der Luft zu einem Raum auf. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, sind die Eintrittsöffnung 6 und die Austrittsöffnung 7 über einen Strömungskanal 8 miteinander verbunden.
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Die Zentren der Eintrittsöffnung 6 und der Austrittsöffnung 7 der Schalldämpfereinheit 1 fallen in Durchströmungsrichtung S gesehen zusammen, so dass die Schalldämpfereinheit 1 einen Teil eines geradlinigen Leitungsabschnitts bilden kann.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Gebäudelüftungsanlage 2 mit der darin eingebauten Schalldämpfereinheit 1. Wie zu erkennen ist, ist die Schalldämpfereinheit 1 in einer Zuleitung 4 (nur als dicke Linie dargestellt) der Gebäudelüftungsanlage 2 zu einem zu belüftenden Raum 5 zwischen dem Lüftungsgerät 3 (Lüftungsgebläse) und dem Eintritt der Zuleitung 4 in den zu belüftenden Raum 5 angeordnet.
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Dabei ist die Schalldämpfereinheit 1 mit ihrer Eintrittsöffnung 6 auf einem Luftauslass des Lüftungsgerätes 3 angeordnet und speisst mit ihrer Austrittsöffnung 7 die vom Lüftungsgerät 3 erhaltene Luft in die Zuleitung 4 ein.
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Des Weiteren ist die Schalldämpfereinheit 1 über einen Dampfschlauch 20 mit einer Dampferzeugungseinheit 17 verbunden, welche in Abhängigkeit von über Feuchtigkeitssensoren 19 und Luftstromwächter 21 ermittelte Luftfeuchtigkeits- und Luftmengenwerte Wasserdampf über eine im Strömungskanal 8 (siehe 4) der Schalldämpfereinheit 1 angeordnete Dampfzuführungseinrichtung 16 (siehe 4) in die zum Raum 5 geführte Luft eindüst.
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Wie in Zusammenschau mit 4 zu erkennen ist, welche eine perspektivische Ansicht eines Teils der Gebäudelüftungsanlage 2 aus 3 mit der Schalldämpfereinheit 1 in Explosionsdarstellung zeigt, ist der sich zwischen der Eintrittsöffnung 6 und der Austrittsöffnung 7 der Schalldämpfereinheit 1 erstreckende Strömungskanal 8 von mehreren Dämpfungselementen 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 aus einem wasserabweisenden offenzelligen organischen Schaumstoff gebildet, und zwar im vorliegenden Fall aus einem hydrophoben Melaminharz-Schaum.
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Wie weiter zu erkennen ist, ist die Dampfzuführungseinrichtung 16, welche als ein den Strömungskanal 8 quer zur Durchströmungsrichtung S durchsetzendes Rohr mit mehreren auf seiner der Eintrittsöffnung 6 abgewandten Seite angeordneten Dampfaustrittsöffnungen 18 ausgebildet ist, in der Nähe der Eintrittsöffnung 6 im Strömungskanal 8 angeordnet.
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Die erfindungsgemässe Schalldämpfereinheit könnte mit anderen Worten auch als Dampfverteileinheit mit integrierter Schalldämfung bezeichnet werden.
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Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2134775 B1 [0023]
- US 20100234480 A1 [0023]
