DE3035672A1

DE3035672A1 - Raumlueftungsgeraet fuer den einbau in fenster oder mauern

Info

Publication number: DE3035672A1
Application number: DE19803035672
Authority: DE
Inventors: Jakob 6300 Giessen Adam; Urs Biel Thomann
Original assignee: ENIG ENERGIEBERATUNG INNOVATIO
Current assignee: ENIG ENERGIEBERATUNG INNOVATIO
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1982-05-19

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raumlüftungsgerät für ■ den Einbau in Fenster oder Mauern, mit einem Ventilator mit Läufer und Gehäuse, das eine raumseitige öffnung (Raum-¹ öffnung) und eine außenseitige öffnung (Außenöffnung) aufweist. . '

Insbesondere in bewohnten Räumen, jedoch auch in unbewohnten Räumen, muß ein gewisser Mxndestluftwechsel vorhanden sein, z.B. ein s.olcher"Luftwechsel, daß die Raumluft einmal stündlich erneuert wird. Eine solche Luftwechselrate wird bei gut abgedichteten Fenstern nicht erreicht, so daß eine zusätzliche Lüftung" nötig ist. Im einfachsten Fall erfolgt die Lüftung durch öffnen der Fenster, was in der Heizperiode mit einem sehr erheblichen Wärmeverlust verbunden ist. Um diesen Wärmeverlust zu vermeiden, muß die Belüftung kontrolliert erfolgen.

Bekannt sind zentrale Lüftungsanlagen, die einen sehr hohen Bauaufwand erfordern und deshalb in den meisten Fällen wirtschaftlich nicht vertretbar sind. Bekannt sind auch dezentrale Raumlüftungsgeräte der eingangs genannten Art. Die bekannten Geräte haben ein relativ großes Bauvolumen. Ihre Bautiefe liegt etwa im Bereich der Dicke einer Wohnhaus-Außenwand, so daß sie bei Einbau in Fenster weit aus der Fensterrahmenebene

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herausragen. Die große Bautiefe der bekannten Lüftungsgeräte ergibt sich aus der Verwendung von Radialgebläsen _r die einen gewissen Mindestdurchmesser nicht unterschreiten können. Bekannte Raumlüftungsgeräte, die eine Wärmerückgewinnung .gestatten, enthalten besondere Wärmetauscher", die zu einer weiteren Vergrößerung der Abmessungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raumlüftungsgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es bei vorgegebener Lüftungsleistung mit geringer Bautiefe herge- -]0 stellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilator einen walzenförmigen Läufer aufweist aufweist und daß sich die Raumöffnung und die-Außenöffnung über- die gesamte Länge des Läufers erstrecken und jede dieser öffnungen durch eine sich parallel zur Läuferachse erstreckende Trennkante oder Trennfläche, die nahe am Äußenumfang des Läufers angeordnet ist, in einen Ausblasbereich und einen Ansaugbereich unterteilt ist.

Ein solches Raumlüftungsgerät kann mit sehr geringer Bautiefe hergestellt werden,'nämlich mit einer Bautiefe, die etwa gleich der Dicke eines Fensterrahmens oder Fensterflügels ist. Dies ist möglich dank der Verwendung eines walzenförmiges Läufers, der sehr lang ausgebildet werden kann. Die Länge kann z.B. etwa gleich der Breite eines Fensterflügels sein. Erfindungsgemäß wird der Läufer sowohl zur Förderung von Frischluft . in den zu belüftenden Raum hinein als auch zum Abziehen von . Luft aus dem zu belüftenden Raum heraus ausgenutzt. Damit wird ein intensiver Luftwechsel erreicht. Auch wird der Läufer hierbei als Wärmeaustauscher genutzt. Die aus dem zu belüftenden Raum herausgeförderte Luft nämlich wärmt den Läufer, auf. Die im Läufer gespeicherte Wärme wird an die einströmende kalte Luft abgegeben. Auch die Ausnutzung des Läufers als Wärmetauscher trägt zur Verringerung des Bauvolumens bei.

Die im Anspruch 3 angegebenen Leitflächen haben den Vorteil, daß die beiden Luftströme schon in einer gewissen Entfernung vom Läufer getrennt werden und so eine Vermischung dieser Luftströme sicher vermieden wird. Dies verbessert den Wirkungsgrad des Gerätes erheblich.

Wenn man die Öffnungen gemäß Anspruch 4 mittels Klappen • verschließbar macht, sind verschiedene Betriebsarten möglieh. Je nach Stellung der Klappen kann dann "das Gerät entweder so benutzt werden, daß es nur Luft in den zu belüftenden Raum fördert oder nur Luft aus- dem zu belüftenden Raum absaugt. Hierbei können auch die Leitflächen als Klappen ausgebildet werden (Anspruch 5). Wenn nämlich das'Gerät so betrieben werden soll, daß es nur absaugt oder nur einbläst, ist eine Leitfläche zur Trennung der Luftströ-

₁,. mungen nicht nötig, so daß die zeitweise auch als Leitfläche dienende Klappe ohne Nachteile in die Schließstellung gebracht werden kann. · ·

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 7 erhält man eine Wärme- und Schalldämmung, da der Läufer zugleich als Abschirmungselement zwischen Umgebung und Raum dient. Unter der im Anspruch 7 genannten Spaltdichtung wird eine Dichtung verstanden, die dadurch zustandekommt, daß nur so'große Spalte belassen werden, wie dies nötig ist, um ein Anstreifen des Läufers an den zylindrischen Flächen zu vermeiden.

Der Läufer kann eine Beschaufelung gemäß Anspruch 8 aufweisen; in diesem Fall erreicht man eine besonders gute Schall- und Wärmedämmung, wenn die zylindrischen Flächen eine Abmessung gemäß Anspruch 9 haben·, weil dann mindestens stets eine geschlossene Luftkammer vorhanden ist. Aber auch

3Q dann, wenn der Abschluß durch nur eine Schaufel erfolgt, wird bereits eine Dämmung erzielt, wenn die Läuferschaufeln .höh I ausgebildet sind, wie es im Anspruch 12 angegeben ist.

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Eine besonders einfache Ausführungsform für den Läufer ist im'Anspruch 10 angegeben. Bei dieser Ausführung wird auf exakt geformte Schaufeln verzichtet und der Vorteil gewonnen, daß sehr große Wärmeaustausch^lachen vorhanden sind. Die Wärmeaustauschflächen können bei mit Schaufeln ausgerüsteten ' · Läufern gemäß Anspruch 14 durch £wischenscheiben vergrößert werden. ■ .

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: ·

10. Fig. 1· eine Ansicht eines Fensterflügels, in das ein

Raumlüftungsgerät eingebaut ist, wobei jedoch Verschlußklappen nicht eingezeichnet sind,

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt

nach Linie II-II in Fig. 1, - . .

Fig. 3 einen weiteren Vertikalschnitt bei einer gegenüber

Fig. 2 abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 4 und.5 der Fig. 3 entsprechende Darstellungen bei anderen Betriebszuständen des Gerätes und

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch ein Gerät mit einer 2.0 abgewandelten Ausführungsform "des Läufers.

In einen insgesamt mit F bezeichneten Fensterflügel ist ein insgesamt mit L bezeichnetes Raumlüftungsgerät eingebaut. Das Lüftungsgerät L hat ein in einer Ausnehmung des Fensterflügels F eingesetztes Gehäuse 1, in dem ein Läufer 2 angeordnet ist. Der Läufer 2 ist mit seinem in .Fig. 1 links liegenden Ende in einem am Gehäuse 1 befindlichen Lager 3 gelagert. Das rechte Ende des Läufers ist an eine Welle 4 eines Elektromotors 5 angekuppelt, der am Gehäuse befestigt ' ist.·

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Wie Fig. 2 zeigt, hat das Gehäuse 1 einen quadratischen Querschnitt, wobei die Bautiefe nicht größer ist als die Bautiefe des Fensterflügels· F.

An der oberen Wand 6 des Gehäuses befindet sich eine hohlzylindrische Fläche 7, die zu der Drehachse 8 des Läufers 2 konzentrisch ist. An der unteren Wand 9 befindet sich '. eine entsprechende hohlzylindrische Fläche 10. Der Radius der Flächen 7, 10 ist nur wenig größer als· der Außendurchmesser des Läufers 2. ·

Das Gehäuse ist zu dem zu belüftenden Raum R hin und zur Atmosphäre A hin offen. Die raumseitige öffnung ist insgesamt mit 11 und die außenseitige öffnung insgesamt mit '12 bezeichnet. Die raumseitige öffnung 11 ist durch eine Trennkante 13 in eine Ausblasöffnung 11a und eine Ansaugöffnung 11b unterteilt. Die Außenöffnung 12 ist entsprechend durch eine Trennkante 14 in eine Ansaugöffnung 12a und eine Aus^ blasöffnung 12b unterteilt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Trennkante 13 ' durch die Kante einer Klappe 15 gebildet, die um eine Achse

2Q 16 schwenkbar ist. Die Klappe 15 ist zugleich eine Verschlußklappe für die Ansaugöffnung 11b. In der angehobenen Stellung, die in Fig. 2 gezeichnet ist, bildet die Klappe zugleich Leitflächen für die Luftströme. Oberhalb der Klappe 1 5 ist eine weitere Klappe 17 angeordnet, die um eine Achse 18 schwenkbar ist und mit der die Ausblasöffnung 11a abgedeckt werden kann.

An der Außenseite ist eine insgesamt mit 19 bezeichnete Wetterschutzeinrichtung angeordnet, die aus einer oberen Abdeckung 20, einer unteren Abdeckung 21 und einer Leitfläche 22 besteht. Die Abdeckung 21 geht von der Trennkante 14 aus und fällt zunächst nach unten ab, Im unteren Bereich befindet sich ein vertikaler Teil 21a, so daß in horizontaler

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Richtung gesehen die .Ausblasöffnung 12b optisch abgedichtet ist.Ebenfalls optisch abgedichtet (in. horizontaler Richtung gesehen) ist die Ansaugöffnung 12a durch die Abdeckung 20.

Der Läufer 2 hat einen rohrförmigen Körper 23, an den Schaufein 24 angesetzt sind. Die Schaufeln 24 sind nach vorne geneigt, d.h. in Richtung des Pfeiles 25, der die Drehrichtung· symbolisiert. Die Schaufeln könnten auch nach vorne gekrümmt sein. Die Schaufeln haben einen Hohlraum 24a, der durch dünne Wände 24b und 24c aus Metallblech umgrenzt ist.

1Q Bei dem dargestellten Beispiel ist der Läufer 2 mit zwölf Schaufeln ausgerüstet, so'daß der Teilungswinkel zwischen benachbarten Schaufeln 30 Winkelgrade beträgt. Die zylindrischen Flächen 7 erstrecken sich über seinen Sektor von 60°, also über den doppelten Teilungswinkei zwischen den Schaufeln 24. Zwischen den Zylinderflächen 7, 10 und den äußeren Rändern der Schaufeln bestehen schmale Spalte 26, deren Breite noch so groß ist, daß die Ränder der Schaufeln an. den zylindrischen Flächen eben nicht anstreifen.

• Wie Fig·. 1 zeigt, sind über die Länge des Läufers verteilt ■ Scheiben 27 angeordnet, die eben sind und .rechtwinklig zur Läuferachse 8 stehen. Die Schaufeln 24 sind mit den Scheiben 27 verbunden, wodurch auch eine mechanische Stabilisierung der Schaufeln erreicht wird.

Das Raumlüftungsgerät arbeitet wie folgt. Bei der in Fig. 2 eingezeichneten Stellung der Klappen 15, 17 wird Umgebungsluft über die öffnung 12a angesaugt und die Ausblasöffnung 11a abgegeben. Gleichzeitig wird Raumluft über die Ansaug-. öffnung 11b angesaugt und über die Ausblasöffnung 12b ins Freie gefördert. Die Vermischung der entgegengesetzt gerichteten Lüftströme wird durch die Leitflächen 15 und 21 verhindert. Die Luftströme sind durch Pfeile angedeutet.

Die warme Raumluft, die durch die öffnung 11b angesaugt . wird,· gibt einen großen Teil ihrer Wärme an den Läufer 2 ab, d.h. diese werden aufgewärmt. Die so im Läufer gespeicherte Wärme wird von der Frischluft aufgenommen, die bei 12a angesaugt wird. Man erreicht dadurch eine erhebliehe Wärmerückgewinnung. '

Der Läufer 2 bildet auch ein Abschirmungselement zwischen dem Raum R und der Umgebungsluft A. Diese Abschirmung wird durch die Schaufeln 24 bewirkt, die sich im Bereich der zylindrischen Flächen 7, 10 befinden. Bei den gezeigten Abmessungen sind mindestens zwei Schaufeln 24 im Eingriff mit jeder der Flächen 7, 10. Bei der gezeichneten Stellung sind es sogar jeweils drei Schaufeln, so daß Lufträume 28 und 29 bzw. 30 und 31 eingeschlossen werden. Auch wenn nur eine Schaufel im Eingriff ist, wird eine Abschirmung · ·

erreicht, wobei die Hohlräume 24a der Schaufeln für.die ' . Schalldämmung und Wärmedämmung wirksam werden. Auch der Hohl- · räum im rohrförmigen Körper 23 bzw. 23' (Fig. 6) trägt zur Wärmedämmung bei. .

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der anstelle fester Wetterschutzeinrichtungen schwenkbare Klappen 32 und 33 'Vorgesehen- sind, die den Klappen 15 und· 17 entsprechen, die. · an der Raumseite angeordnet sind. Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung der Klappen ist die Funktion gleich, wie bereits anhand von Fig. 2 beschrieben. Es sind jedoch weitere Betriebsarten möglich. Bei dem Betrieb gemäß Fig. 4 sind die unteren Klappen 32 und 15 geschlossen, so daß eine Absaugung • von Luft aus dem Raum R nicht mehr stattfindet, sondern nur noch eine Förderung von Frischluft aus der Umgebung A in den Raum R. Bei der Betriebsart nach Fig. 5. hingegen sind die oberen Klappen 33, 17 geschlossen, während die unteren Klappen 32, 15 geöffnet sind. In diesem Fall wird nur noch Luft aus dem Raum R abgesaugt und in die Umgebung A gefördert. Bei der Stellung nach Fig. 4 haben die Klappen 32, 15 keine Leitfunktion mehr, was jedoch ohne Nachteil ist, da ja keine entgegengesetzten Luftströme vorhanden sind, die gegeneinan-

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der abgeschirmt werden müssen.

Die Ausführung nach Fig. 6 hat ein Gehäuse 1, das gleich ausgebildet ist wie das Gehäuse 1 der bereits beschriebenen Ausführungsformen. Das Gerät ist mit Klappen entsprechend Fig'. 3 ausgerüstet, die demgemäß mit gleichen Bezugszahlen . · gekennzeichnet sind. Der Läufer, der hier insgesamt mit 2¹ bezeichnet ist,.hat jedoch eine grundlegend verschiedene Ausbildung. ' . -

Bei diesem Läufer ist ein Rohr 23' von einer Ansammlung 34 · aus·Drähten 35 umgeben. Die Drähte 35 können Bestandteil eines Metallgeflechtes oder eines Metallgestrickes sein. Der Außendurchmesser der Ansammlung 34 ist wiederum so, daß gegenüber den Flächen 7 und 10 ein nur geringer Spalt verbleibt.

Wie Versuche gezeigt haben, kann auch mit einem solchen Läufer Luft gefördert werden. Gezeigt ist ein Betriebszustand entsprechend Fig. 4. Man könnte jedoch auch mit einem solchen - Gerät einen Betriebszustand gemäß den Fig.· 2 und 3 aufrechterhalten. In diesem Fall stehen die Klappen 32, 15 waagerecht. Alternativ könnte man auch bei geöffneten Klappen 32,-35 die Klappen 17, 33 schließen und das Gerät entsprechend Fig. 5 betreiben. . '

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Claims

Ansprüche: 10

1.) Raumlüftungsgerät für den Einbau in Fenster oder Mauern, mit einem Ventilator mit Läufer und Gehäuse, das eine raum-.seitige Öffnung (Raumöffnung) und eine außenseitige Öffnung (Außenöffnung) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator einen walzenförmigen Läufer (2; 2') aufweist und. daß sich die Raumöffnung (11) und die Außenöffnung (1.2) · über die gesamte Länge des Läufers (2; 2') erstrecken und jede dieser Öffnungen (11, 12) durch eine.sich parallel zur Läuferachse (8) erstreckende Trennkante (13, 14.) oder Trennfläche, die nahe am Außenumfang des Läufers (2; 2¹) angeordnet ist, in einen Ausblasbereich (11a, 12b) und einen Ansaugbereich (11b, 12a) unterteilt ist. · · ■

2. Raumlüftungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Öffnung, vorzugsweise an beiden Öffnungen (11, 12) die Trennkanten (13, 14) oder Trennfläehen in der Mitte der Öffnungen (11, 12) angeordnet sind, die vorzugsweise symmetrisch zu einer die Drehachse (8) des Läufers (2; 2') enthaltenden Ebene ausgebildet sind und deren Höhe

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vorzugsweise etwa gleich dem Außendurchmesser des Läufers ist. .

3. Raumlü'f tungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Trennkanten (13, 14) oder Trennflächen nach außen ragende, also vom Läufer. (2; 2¹) wegstrebende Leitflächen (15, 21; 15, 32) ausgehen.

4. Raumlüftungsgerät nach einem der·vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen mindestens teilweise mittels Klappen (15, 17; 15, 17,32,33) verschließbar sind, wobei vorzugsweise dem Ausblasbereich (1.1a) und dem Ansaugbereich (11b) jeder Öffnung eigene Klappen zugeordnet sind.

5. Raumlüftungsgerät nach den Ansprüchen 3 und 4, da-

durch gekennzeichnet, daß die Leitflächen durch Verschlußklappen (15) gebildet sind, deren Breite vorzugsweise etwa gleich der Breite der zugeordneten Ausblasöffnung bzw. Ansaugöffnung (11b) ist und deren Gelenkachse (16) sich längs, der Trennkante (13) bzw. Trennfläche erstreckt. '

6. Raumlüftungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (21) an der Außenöffnung (12) als Wetterschutz für den unteren Teil (12b). der Außenöffnung (12) ausgebildet und ausgehend von der Trennkante (14) oder Trennfläche nach unten geneigt ist und vorzugsweise einen vertikalen Randstreifen (21a) aufweist.

7. · Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorgehäuse (1) an gegenüberliegenden Wänden (6, 9), die frei von öffnungen sind,· hohlzylindrische Flächen (7, 10) aufweist, die

zur Drehachse des Läufers (2; 2') konzentrisch sind und daß zwischen dem Läuferumfang und den -zylindrischen Flächen. . (7, 10) eine Spaltdichtung (26) besteht.

8. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer Schaufeln aufweist, die vorzugsweise nach vorwärts' (in-Drehrichtung) geneigt oder gekrümmt sind. ■ "

9. Raumlüftungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zylindrischen Flächen (7, 10) über eine . Bogenlänge erstrecken, die gleich oder größer ist als die Bogenlänge zwischen den Außenkanten benachbarter Läuferschaufeln (24), vorzugsweise gleich oder größer als das Doppelte dieser Bogenlänge. ·

10. Raumlüftungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2') einen starren Kern (23') und eine diesen Kern umgebende, bis zum Läuferaußendurchmesser reichende Schicht (34) aus länglichen dünnen Elementen (35), z.B. aus Draht, vorzugsweise Metalldraht, aufweist, zwischen denen sich Zwischenräume befinden.

11. Raumlüftungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (34) aus einem Geflecht oder Gestrick besteht.

12. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2; 2") einen rohrförmigen l.anrtii JvOi -j-jcsr (Ui) 'JiI¹) UnY, ein Γ|αη(ΐηη ΛπΙ'.ηπΠ ttt'hn «lio · Läuferschaufeln (24) oder sonstige luftfördernde Elemente

(35) angesetzt sind.

13. Raumlüftungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis zwischen Läuferkörper (23; 23') und Läuferaußendurchmesser im Bereich von ca. 1 : 2 bis 1 : 4 liegt, vorzugsweise etwa 1 : 3 beträgt.

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14. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Läufers (2) Zwischenscheiben (27) angeordnet sind, die rechtwinklig zur Läufer-Drehachse (8) stehen. ·

15. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2; 2') aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Blech, besteht, wobei Läuferschaufeln (24) vorzugsweise hohl ausgebildet sind.

16. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) . eine horizontale Ausdehnung von etwa 60 bis 80 mm aufweist und vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt hat.

17. Raumlüftungsgerät nach einem der vorhergehenden An-1-5 sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2; 2¹) horizontal angeordnet ist.

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