DE3226826A1

DE3226826A1 - Luftheizungs- und belueftungsanlage

Info

Publication number: DE3226826A1
Application number: DE19823226826
Authority: DE
Inventors: Cors van 8021 Zwolle Vliet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-17
Publication date: 1983-02-24
Also published as: GB2104210B; NL8103413A; NL176302C; CA1213255A; US4662562A; NL176302B; GB2104210A

Description

Luftheizunqs- und belüftungsanlage

Diese Erfindung bezieht sich auf eine für ein Gebäude oder eine Wohnung bestimmte Luftheizungs- und Belüftungsanlage, bestehend aus einem an ein Hauptgebläse angeschlossenen Zuleitungskanal für von außen kommender Frischluft, einer Verbrennungskammer mit einem Auslaßkanal für die Abgase, einem in genannter Verbrennungskammer angeordneten Lufterhitzer, einem Hauptverteilerkanal, Zuführkanälen mit regelbaren Anschlüssen zu den Räumen, einem mit einem Gebläse versehenen Schmutzluftabführkanal und einem zwischen Frischluftzuleitungskanal und Abgaseauslaßkanal angeordneten Wärmeaustauscher.

Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage dieser Art ist allgemein bekannt. Die bekannten Anlagen sind sogenannte "offene Anlagen", bei denen die Verbrennungsluft dem Raum, in dem die Anlage eingebaut ist, entzogen wird. Aus diesem Grunde müssen die Außenwände des Gebäudes bzw. der Wohnung mit Lüftungsklappen versehen sein. Die bekannten Anlagen sind also nicht gerade für gutisolierte und zugluftgesicherte Wohnungen geeignet, da die Lüftungsklappen die Zugluftsicherung der Wohnung aufheben und zu beträchtlichem Wärmeverlust führen.

Zweck der Erfindung ist es, eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage dieser Art zu verbessern, um den größtmöglichen Brennstoffwirkungsgrad zu erreichen und den obengenannten Nachteil zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist demnach der Schmutzluftkanal an die Verbrennungskammer angeschlossen, wobei die Schmutzluft wenigstens zum Teil als Luft für die Verbrennung zum Einsatz kommt und die restliche Schmutz-

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luft zusammen mit den Abgasen abgeleitet wird und wobei der Wärmeaustauscher mit Mitteln versehen ist, das sich bildende Kondensat an die einströmende Außenluft weiterzuleiten.

Aus Küchen, Toiletten und anderen Feuchträumen abgeleitete Schmutzluft ist gewöhnlich stark mit Wärme und Wasserdampf angereichert.

Durch die kombinierte Ableitung von Abgasen und Schmutzluft aus der Belüftungsanlage wird der Wirkungsgrad der Anlage beträchtlich erhöht, da Wasserdampf und Wärme, die durch die Verbrennung des Erdgases erzeugt werden, nun gleichzeitig zum Erwärmen und Befeuchten der von außen zugeführten Frischluft genutzt werden.

Die sich daraus ergebende Luftbefeuchtung ist selbstregulierend. Bei niedriger Außenlufttemperatur enthält die Außenluft wenig Wasserdampf. In diesem Falle jedoch wird die Feuerung intensiver, so daß die in den Abgasen enthaltene Wasserdampfmenge, die an die zugeführte Außenluft weitergeleitet werden kann, groß ist. Bei hoher Außenlufttemperatur dagegen verringert sich das benötigte Maß an Feuerung, und der umgekehrte Umstand tritt ein.

Aufgrund der Tatsache, daß die aus den Feuchträumen abgeleitete Schmutzluft als Luft für die Verbrennung zur Anwendung kommt, ist die erfindungsgemäße Anlage eine sogenannte "geschlossene Anlage", in der keine offene Verbrennung stattfindet. Diese Anlage mit vollgesteuerter Luftzu- und -ableitung eignet sich daher vorzüglich für gutisolierte und zugluftgesxcherte Wohnungen.

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Entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besteht das Mittel zur Weiterleitung des Kondensats aus einem Behälter zur Aufnahme des Kondensats, wobei der Behälter über ein Rohr und eine Pumpe an einen Verdampfer angeschlossen ist, der sich in der Außenluftzuleitung in Nähe des Lufterhitzers befindet.

Entsprechend einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel beruht die Wirkung des Mittels zur Weiterleitung des sich bildenden Kondensats an die einströmende Außenluft auf der Tatsache, daß die wärmeaustauschenden Oberflächen des Wärmeaustauschers aus einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material mit relativ hoher Luftdichtigkeit bestehen.

Der in den abgeführten Gasen enthaltene Wasserdampf kann mittels der feuchtigkeitsaustauschenden Oberflächen aufgrund von Kondensation durch Abkühlung absorbiert und an die zugeführte Außenluft weitergeleitet werden. Unter diesen umständen ist natürlich von großer Wichtigkeit, daß die Abgase selbst den Luftzuleitungskanal nicht erreichen, £rfinäungsgemäß ist demnach der statische Druck in jenen Räumen des Warme-Feuchtigkeitsaustauschers, durch die die Abgase strömen, niedriger als in dem Raum, durch den die Außenluft hindurchströmt.

Entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel bestehen die wärme- und feuchtigkeitsaustauschenden Oberflächen des Wärme-Feuchtigkeitsaustauschers aus Papier. Papier ist im Handel in vielen Güten erhältlich und hat sich für diesen Bedarfsfall als ausgezeichnet erwiesen.

Entsprechend einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind Hauptgebläse, Schmutzluftabführgebläse, Lufterhitzer sowie Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher in einem

einzigen Schrank untergebracht. Der Hauptvorteil dieser Bauart liegt darin, daß sich die Anlage bequem in einer Wohnung einbauen läßt und daß die verschiedenen im Schrank enthaltenen Bestandteile bereits im Werk eingestellt werden können, so daß es beim Einbau an Ort und Stelle keiner hochqualifizierten Fachkraft bedarf«

Vorzugsweise enthält die Verbrennungskammer auch eine Warmwasserversorgung.

Die Erfindung wird im Folgenden sowie anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Abb. 1 - Schema einer Luftheizungs- und Belüftungsanlage

entsprechend der Erfindung. Abb. 2 - Teilansicht des Schrankes im Grundriß mit den darin untergebrachten Bestandteilen der in Abb. 1

dargestellten Anlage.
Abb. 3 - Querschnitt des Schrankes auf der Ebene III-III

in Abb. 2.
Abb. 4 - Querschnitt des Schrankes auf der Ebene IV-IV in Abb. 2.

Abb. 1 zeigt im Schema ein Ausführungsbeispiel einer für eine Wohnung ausgelegte Luftheizungs- und Belüftungsanlage, die nach dem Doppelkanalprinzip arbeitet, d. h. den Räumen ist jeweils ein Kanal mit erwärmter Luft und ein Kanal mit Belüftungsluft zugeteilt, wobei die Luftströme mittels der Anschlüsse oder Mischeinheiten auf die erforderliche Temperatur vermischt werden können. Die hier dargestellte Anlage ist außerdem mit SolarSammlern und einer Warmwasserversorgung ausgerüstet.

Die Außenluft wird über einen Kanal 1 durch ein Gebläse 2 angesaugt. Der Kanal 1 enthält einen Wärrj-Feuchtigkeits-

austauscher 3, der nachstehend beschrieben wird. Kanal 1 ist an einen Kanal 4 angeschlossen, über den Rückluft aus den Räumen herangeführt wird. Rückluft und Außenluft werden gemeinsam über ein Hauptgebläse 1 angesaugt, daß in Abb. 1 unter Hinweis 5 und 5' in getrennter Form dargestellt ist, tatsächlich aber aus einem einzigen Gebläse besteht. Dieses Hauptgebläse führt über einen Kanal 7 einen Teil der Luft dem Lufterhitzer 6 zu, während die restliche Luft über den Lufterhitzer direkt dem Kanal T zugeleitet wird. In der praktischen Ausführung bilden die Kanäle 7, 7¹ Teil eines einzigen Hauptverteilerkanals, der über Trennwände für die beiden Luftströme verfügt, d. h. für den Kalt- und- für den Warmluftstrom. Bei dem hier dargestellten Lufterhitzer handelt es sich um die in der -niederländischen Patentschrift 159 185 des Anmelders beschriebene Ausführung.

Dem Hauptkanal schließen sich mehrere Zuführkanäle 8, 8¹ an, die zu den Räumen im Gebäude führen, die beheizt und belüftet werden sollen. Jeder Zuführkanal 8, 8¹ verfügt über eine Mischeinheit 9 mit einem über Raumthermostat gesteuerten Schieber, mittels dessen die Temperatur der dem betreffenden Raum zugeführten Luft geregelt werden kann.

Dieser Schieber ist so ausgebildet, daß die dem Raum zugeführte Luftmenge in jeder Schieberstellung gleichbleibt, um so die erforderliche Raumbelüftung zu erreichen. Diese Einzelraumtemperaturregelung muß als stromabwärts des gasgefeuerten Lufterhitzers angeordnete Regelung verstanden werden. Die stromaufwärts befindliche Regelung, d. h. die Regelung für die Wärmeleistung des Lufterhitzers, erfolgt schrittweise entsprechend der Außentemperatur durch Einschalten bzw. Abschalten eines oder mehrerer Brennerabschnitte.

Aus Küche, Toiletten und anderen Feuchträumen stammende Schmutzluft wird über einen Kanal 10 mittels Gebläse 11 abgeführt. Der Kanal 10 führt zur Verbrennungskammer des Lufterhitzers 6 und einer Warmwasserversorgung 12, in der die Schmutzluft als Verbrennungsluft für die Brenner genutzt wird. Die verbleibende Schmutzluft wird dann zusammen mit den Abgasen über den Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher 3 abgeleitet.

Die in Abb. 1 dargestellte Anlage ist außerdem mit einem Solarsammler 13 ausgestattet, bei dem die Wärme durch Luft weitergeleitet wird. Die im Sammler erwärmte Luft gelangt über einen aus einem Kiesbett bestehenden Wärmespeicher 14 und über ein Rohr 15 zum Hauptgebläse 5, 5'. Eine vom Rückluftkanal 4 abzweigende Leitung 4' führt die Rückluft dem Wärmespeicher 14 zu. Die Anlage verfügt über einen weiteren Solarsammler 16, bei dem das wärmetransportierende Mittel aus Wasser besteht und der an die Warmwasserversorgung 12 angeschlossen ist.

In Abb. 2-4 ist ein Schrank 17 dargestellt, der die Hauptbestandteile der Luftheizungs- und Belüftungsanlage enthält und an den die verschiedenen Zu- und Abführkanäle angeschlossen sind.

Wie aus den Abb. 2 und 4 deutlicher hervorgeht, strömt die aus den Räumen stammende Rückluft durch den Kanal 4 und über einen Filter 18 in den Ansaugbereich des Hauptgebläses 5, 5¹. Die Außenluft wird durch Kanal 1 in den Schrank eingeführt und gelangt dann direkt über den Austauscher 3 in den Ansaugbereich des Hauptgebläses 5, 5'. Ein Kanal 15 bringt im Wärmespeicher 14 vorgewärmte Luft ebenfalls in den Ansaugbereich am Hauptgebläse. Nach Passieren des Hauptgebläses wird die Luft durch die Trenn-

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wand 19 in zwei Ströme unterteilt. Ein Luftstrom wird im Lufterhitzer 6 erwärmt und verläßt den Schrank über Kanal 7, während der zweite Luftstrom über einen By-pass am Lufterhitzer entlanggeführt wird und den Schrank über Kanal 7' verläßt. Die beiden Kanäle 7 und 7' bilden Teil eines gemeinsamen Hauptverteilerkanals, der mit einer Trennwand 19' versehen ist, die sich ihrerseits der Trennwand 19 anschließt.

Die aus Küche und Feuchträumen mittels Gebläse 11 abgezogene Schmutzluft strömt über Kanal 10 in den Schrank ein und gelangt in die Verbrennungskammer, in der der Lufterhitzer 6 angeordnet ist. Von hier aus wird sie zusammen mit den Abgasen über eine Anzahl von Filtern 20, 21 dem Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher zugeführt und über Kanal 10' abgeleitet.

Die Verbrennungskammer enthält weiterhin die Warmwasserversorgung 12 in Form eines im Handel erhältlichen Durchlauferhitzers, so daß die Schmutzluft auch für diesen Erhitzer als Verbrennungsluft genutzt werden kann (siehe Abb. 3) .

Wie aus Abb. 2 deutlicher hervorgeht, ist der Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher in herkömmlicher Plattenbauart ausgeführt, wobei die wärme- und feuchtxgkeitslextenden Oberflächen aus einem für den Zweck geeigneten Papier bestehen.

Das für den Austauscher zu verwendende Papier muß einerseits über ein gutes Absorptionsvermögen verfügen (Löschpapierwirkung) , andererseits muß das Maß an Luftdurchlässigkeit möglichst gering sein. Anhand von Versuchen konnte festgestellt werden, daß mehrere handelsübliche Papiergüten für diesen Zweck geeignet sind.

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Da aus jedem Kubikmeter verbrannten Erdgases etwa 1,4 Wasserdampf hervorgeht, ist es von Vorteil, wenn ein gehöriger Anteil dieses Wasserdampfes der Belüftungsluft zugeleitet wird. Um sicherzustellen, daß die Abgase nicht durch die Papierwände des Plattenaustauschers hindurchströmen, wird der statische Druck der Abgase und der Schmutzluft innerhalb des Austauschers niedriger gehalten als der der Außenluft. Allerdings werden die Papierwände durch Schmutzansammlung im Laufe der Zeit weniger durchlässig für Feuchtigkeit. Die Papierwände sind daher in einem Paket zusammengefaßt, das sich leicht entfernen und zu geringen Kosten ersetzen läßt.

Anstelle des kombinierten Wärme-Feuchtigkeitsaustauschers kann auch ein herkömmlicher, mit einem Behälter zum Auffangen des Kondensats ausgestatteter Wärmeaustauscher verwendet werden. Das Kondensat kann einem im Zuleitungskanal in Nähe des Lufterhitzers angeordneten Verdampfer zugeführt werden. Auf diese Weise wird die Wärme der Abgase ebenfalls zur Verdampfung des Kondensats führen und demzufolge zur Befeuchtung der einströmenden Außenluft.

Da Lufterhitzer, Durchlauferhitzer, Gebläse und Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher in einem einzigen Stahlblechschrank untergebracht sind, können diese Teile bereits im Werk genau und in richtiger Relation zueinander eingestellt werden. Dadurch ist man weniger auf die Geschicklichkeit des Einbaupersonals angewiesen, und auch der Einbau läßt sich in wesentlich kürzerer Zeit durchführen.

Der Hauptvorteil liegt jedoch darin, daß die Anlage entsprechend der Erfindung eine kombinierte Luftheizungsund Belüftungsanlage darstellt, die mit Hilfe des Wärme-Feuchtigkeitsaustauschers einen sehr hohen Wirkungsgrad für das für die Feuerung zum Einsatz kommende Erdgas

bietet sowie eine selbstregelnde Befeuchtung der zugeführten Außenluft, wodurch sich der Bedarf an Zusatzeinrichtungen, wie 2. B. separate Luftbefeuchter, erübrigt. Somit wird also eine verhältnismäßig kleine Einheit geboten, die sich insbesondere für kleinere Gebäude und/ oder Wohnungen mit einem Selüftungswert von 200 bis 300 Kubikmeter pro Stunde eignet.

Claims

ANSPRÜCHE

1.j Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage für ein Gebäude oder eine Wohnung, bestehend aus einem an ein Hauptgebläse angeschlossenen Zuführkanal für von- außen kommender Frischluft, einer Verbrennungskammer mit einem Auslaßkanal für die Abgase, einem in besagter Verbrennungskammer angeordneten Lufterhitzer, einem Hauptverteilerkanal, Zuleitungskanälen mit regelbaren Anschlüssen zu den Räumen, einem mit einem Gebläse ausgerüsteten Schmutzluftabführkanal und einem zwischen Außenluftzuführkanal und Abgasauslaßkanal befindlichen Wärmeaustauscher»

dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutzluftkanal an die Verbrennungskammer angeschlossen ist, wobei die Schmutzluft wenigstens zum Teil als Luft für die Verbrennung zum Einsatz kommt und die verbleibende Schmutzluft zusammen mit den Abgasen abgeleitet wird und wobei der Wärmeaustauscher mit einem Mittel versehen ist zur Weiterleitung des sich bildenden Kondensats an die einströmende Außenluft.

2. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Weiterleitung des Kondensats aus einem Behälter zum Auffangen des Kondensats besteht, wobei der Behälter über ein Rohr und eine Pumpe an einen Verdampfer angeschlossen ist, der sich im Außenluftzuführkanal in Nähe des Lufterhitzers befindet.

3. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des Mittels zur Weiterleitung des sich bildenden Kondensats an die einströmende Außenluft auf der Tatsache beruht, daß die wärmeaustauschenden Oberflächen des Wärmeaus-

tauschers aus einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material mit relativ hoher Luftdichtigkeit bestehen.

4. Ein Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher zum Einbau in eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärme- und feuchtigkeitsleitenden Oberflächen aus Papier bestehen.

5. Ein Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher gemäß Anspruch

3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe in Plattenbauart ausgeführt ist.

6. Ein Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wärme- und feuchtigkeitsleitenden Oberflächen entfernen und ersetzen lassen.

7. Ein Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Druck in jenem Raum, durch den Schmutzluft und Abgase strömen, niedriger ist als in.dem Raum, durch den die zugeführte Außenluft hindurchströmt.

8. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1-3, bei der die Zuführkanäle zu den Anschlüssen aus Doppelkanälen bestehen, d. h. ein Kanal für erwärmte Luft und ein Kanal für Belüftungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse jeweils mit einem Schieber zur Regelung der Temperatur der dem Raum zugeführten Luft versehen sind und daß der Anschluß in jeder Schieberstellung die gleiche Luftmenge abgibt.

9. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der am Anschluß befindliche Schieber über einen Raumthermostat gesteuert wird, wobei die Regelung des Lufterhitzers mittels Außenthermostat stufenweise erfolgt.

10. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Ableitung von Schmutzluft zuständige Hauptgebläse, der Lufterhitzer und der Wärme-Feuchtigkeitsaustauscher in einem einzigen Schrank untergebracht sind.

11. Eine Luftheizungs- und Belüftungsanlage gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbrennungskammer eine Warmwasserversorgung enthält.