DE3337990A1

DE3337990A1 - Belueftungssystem fuer ein gebaeude

Info

Publication number: DE3337990A1
Application number: DE3337990A
Authority: DE
Inventors: Akio Kurobe Toyama Ikemura; Minoru Toyama Kajiki
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1984-04-26
Also published as: JPS5974443A; HK30989A; GB2130360B; GB8327916D0; GB2130360A; JPS6331706B2; US4572282A; SG81688G; KR840006402A; CA1218556A; PH21106A; MY100021A; KR890000941B1

Description

TT JLi A» JLi AV «Χ

•ZIMMERMANN

Yoshida Kogyo K. K.
Tokio (Japan)

PATENTANWÄLTE european patent attorneys

Dipl.-Ing. H. Leinweber (1930-76) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus

Roaenta! 7, D-8000 München 2 2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepat d
Telegr.-Adr. Leinpat München

den 19 . Oktober 1983

UnserZelchen ZÜ-P/4946

Belüftungssystem für ein Gebäude

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Belüftungssystem für ein Gebäude und insbesondere ein solches Belüftungssystem, das einen Ventilator mit einem eingebauten Wärmetauscher umfaßt.

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Es sind zahlreiche Belüftungssysteme für Gebäude der beschriebenen Art bekannt, die einen Ventilator mit einem eingebauten Wärmetauscher umfassen. Bei diesen bekannten Belüftungssystemen wird lediglich ein Wärmeaustausch zwischen der Innenluft und der Außenluft bewirkt, während diese durch den Wärmetauscher hindurchströmt, es erfolgt aber kein Wärmeaustausch zwischen einem wärme-übertragenden Medium, das hohle Fensterrahmen des Gebäudes durchströmt, und der in den Ventilator eingesaugten oder aus diesem ausgestossenen Luft. Diese bekannten Systeme sind nachteilhaft, weil der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs zwischen den beiden Medien verhältnismäßig gering ist, und weil die Verteilung der Luftströmungen in einem Raum ungleichmäßig ist, so daß das Innere des Raumes ungemütlich wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Belüftungssystem für ein Gebäude zu schaffen, das einen höheren Wirkungsgrad dos Wärmeaustausch^ und eine gleichförmigere Verteilung der Luftströmungen in einem Raum bewirkt, so daß im Inneren des Raumes angenehme KlimaVerhältnisse aufrecht erhalten werden können.

Mit der Erfindung soll ferner ein Belüftungssystem geschaffen werden, das einen Wärmeaustausch zwischen einem wärme-übertragenden Medium, das hohle Fensterrahmen eines Gebäudes durchströmt, und Luft bewirkt, die in einen Ventilator eingesaugt oder aus diesem ausgestoßen wird, der ein eingebautes Wärmeaustauschelement aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Belüftungssystem aus einem rechteckigen Fensterrahmen mit einem hohlen Innenraum, der einen Strömungskanal für Luft bildet.

und einem Ventilator, der mit dem hohlen Innenraum des Fensterrahmens in Strömungsverbindung steht. Der Ventilator hat ein eingebautes Wärmeaustauschelement, das im Betrieb einen Wärmeaustausch zwischen der Frischluft und der verbrauchten Luft bewirkt. Eine Rohrleitung zum Leiten eines wärme-übertragenden Mediums ist in dem Hohlraum des Fensterrahmens angeordnet und mit dem Fensterrahmen integriert. Das die Rohrleitung durchströmende wärme-übertragende Medium gibt Wärme ab an die oder entzieht Wärme von der den Strömungskanal des Fensterrahmens durchströmenden Luft vor oder nachdem die Luft in den Ventilator eingespeist wird. Der Wirkungsgrad des Wärmeaustausche wird daher beträchtlich gesteigert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Fenster— einheit eines Gebäudes, das mit einem erfindungsgemäßen Belüftungssystem ausgerüstet ist, von der Rauminnenseite gesehen,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die eine andere Ausführungsform zeigt,

Fig. 4 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die eine weitere Ausführungsform zeigt.

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Fig. 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 6, die eine Abwandlung zeigt,

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die noch eine weitere Ausführungsform zeigt,

Fig. 9 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die eine andere Ausführungsform zeigt,

Fig. 11 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10,

Fig. 12 in größerem Maßstab eine Vorderansicht eines Bereichs von Fig. 10, wobei einige Teile beseitigt sind,

Fig. 13 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 10,

Fig. 14 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die eine andere Ausführungsform zeigt,

Fig. 15 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie XV-XV in Fig. 14, und

Fig. 16 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie XVI-XVI in Fig. 14,

In den Fig. 1 und 2 ist ein Belüftungssystem gezeigt, das aus einer Fenstereinheit 20 besteht, die einen recht-

eckigen Fensterrahmen 21 umfaßt, der in einer Öffnung eines (nicht gezeigten) Gebäudes angeordnet ist. Der Fensterrahmen 21 hat obere und untere horizontale Rahmenholme 22, 23 und zwei diese miteinander verbindende vertikale Rahmenholme 24, 25. Die Fenstereinheit 20 weist ein Oberlicht 26 und einen Ventilator 27 auf, der in der rechten oberen Ecke des Fensterrahmens 21 in dem Oberlicht 26 angeordnet ist, wobei der Ventilator 27 ein (nicht gezeigtes) eingebautes Wärmeaustauchelement aufweist. Neben dem Ventilator 27 ist ein Schwenkfenster 28 angeordnet, das in den Raum hinein schwenkbar ist. Die Fenstereinheit 20 weist.ferner ein kleines Festfenster 29 auf, das in dem Oberlicht 26 an der oberen linken Ecke des Fensterrahmens 21 angeordnet ist, und sie weist ein Festfenster 30 und ein Schiebefenster 31 auf, die unter dem Oberlicht 26 eng nebeneinander angeordnet sind. Unter den Fenstern 30, 31 ist eine Tafel 32 angeordnet.

Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Fensterrahmen 21 einen Querholm oder einen mittleren horizontalen Rahmenholm 33, der zusammen mit dem oberen horizontalen Rahmenholm 22 und den oberen Bereichen der vertikalen Rahmenholme 24, 25 das Oberlicht 26 begrenzt (Fig. 1). Jeder der Rahmenholme 22 - 25, 33 ist ein wärmeisoliertes Rahmenbauteil, das aus einem inneren und einem äußeren Rahmenteil besteht, die durch Verbindungsstücke aus einem wärmeisolierenden Material miteinander verbunden sind. Der Rahmenholm 33 hat die Form eines Kanals mit einem hohlen Innenraum 34 und einem Rohr 35, das mit einer inneren Seitenwand des Rahmenteils 33 integriert ist und von dieser in den hohlen Innenraum 34 vorspringt. Das Rohr 35 erstreckt sich über die Länge des Rahmenholms 33 und bildet einen Strömungskanal 36 für ein wärmeübertragendes Medium (Warmwasser im Winter und Kaltwasser im Sommer). Der hohle Innenraum 34 bildet

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einen Strömungskanal für Luft. Der Rahmenholm 33 weist ferner über seine Länge eine Reihe von Lufteinlaßschlitzen 37 auf (von denen nur einer gezeigt ist), die in einer Unterwand des Rahmenholms 33 gleichabständig angeordnet sind. Die Fläche der betreffenden Lufteinlaßschlitze 37 nimmt vorzugsweise mit dem Abstand vom Ventilator 27 zu, so daß Luft aus dem Raum gleichförmig durch die Luftschlitze 37 in den hohlen Innenraum oder den Strömungskanal 34 des Rahmenholms 33 eingesaugt werden kann. In einer oberen Wand des Rahmenholms 33 ist eine Luftaustrittsöffnung 38 angeordnet, um die Luft aus dem hohlen Innenraum 34 des Rahmenholms 33 abzuleiten.

Der Ventilator 27 ist auf der oberen Wand des Rahmenholms 33 angeordnet und steht über die Öffnung 38 mit dem Strömungskanal 34 des horizontalen Rahmenholms 33 in Strömungsverbindung. Das in den Ventilator 27 eingebaute Wärmeaustauschelement ist von einer Bauart, die sowohl fühlbare Wärmeenergie als auch latente Wärmeenergie übertragen kann. Der Ventilator 27 hat ferner an seiner Außenseite eine Lufteinlaßöffnung 39 und eine Luftaustrittsöffnung 40, die in die Atmosphäre münden, um Frischluft in den Ventilator 27 einzusaugen bzw. verbrauchte Luft aus dem Ventilator 27 auszustoßen. Der Ventilator 27 hat ferner an seiner Innenseite eine Frischluftaustrittsöffnung 41, die in das Innere des Raumes mündet, um Frischluft in das Rauminnere einzuspeisen. Der innere Aufbau des Ventilators wird nachfolgend näher erläutert.

Wenn mit dieser Anordnung Frischluft durch die Lufteinlaßöffnung 39 in den Ventilator 27 eingeleitet wird, dann wird sie einem Wärmeaustauschvorgang unterzogen, in^dem sie mit dem Wärmeaustauschelement in Berührung gebracht wird,

ORIGINAL INSPECTED

und die Frischluft wird sodann aus dem Ventilator 27 durch die Austrittsöffnung 41 in das Innere des Raumes ausgestossen. Verbrauchte Luft wird durch die Lufteinlaßschlitze 37 in den Strömungskanal 34 des Rahmenholms 33 eingesaugt und sodann in den Ventilator 27 geleitet, während welcher Zeit das den Strömungskanal 36 durchströmende wärmeübertragende Medium über das Material des Rohres 35 Wärme an die verbrauchte Luft abgibt, oder der verbrauchten Luft Wärme entzieht, die den Kanal 34 in dem hohlen Rahmenholm 33 durchströmt. In dem Ventilator 27 strömt die verbrauchte Luft parallel zur Frischluft, wenn Wärme im Gegenstrom zwischen den beiden Medien ausgetauscht wird. Die verbrauchte Luft wird schließlich durch die Luftaustrittsöffnung 40 aus dem Ventilator 27 in die Atmosphäre ausgestoßen. Die Strömungsrichtungen der Frischluft und der verbrauchten Luft sind in Fig. 2 mit den Pfeilen A bzw. B gekennzeichnet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein abgewandeltes Belüftungssystem mit einer Fenstereinheit 42, die der in Fig. 1 gezeigten Fenstereinheit 20 ähnelt, mit der Ausnahme, daß die Fenstereinheit 42 einen oberen horizontalen Rahmenholm 43 aufweist, der an seiner Innenseite einen Bereich in der Form eines hohlen Kanals aufweist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Der Rahmenholm 43 hat ein Rohr 44, das mit einer inneren Seitenwand des Rahmenholms 43 integriert ist und sich in einem hohlen Innenraum 45 des Rahmenholms 43 über die Länge desselben erstreckt. Das Rohr 44 bildet einen Strömungskanal für das wärmeübertragende Medium, und der hohle Innenraum bildet einen Strömungskanal für Luft. Der Rahmenholm 43 hat eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 47 (von denen in Fig. nur eine gezeigt ist), die in der inneren Seitenwand angeordnet und längs derselben gleichabständig angeordnet sind. Ein

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mittlerer hohler horizontaler Rahmenholm 48 hat ein integriertes Rohr 49, das in dem hohlen Innenraum 50 an der unteren rechten Ecke des Rahmenholms 48 angeordnet ist. Ein Ventilator 51 ist zwischen dem oberen und dem mittleren Rahmenholm 43, 48 angeordnet und steht mit den hohlen Innenräumen 45, 50 der Rahmenholme 43, 38 in Strömungsverbindung. Der Ventilator 51 hat an seiner Außenseite eine Lufteinlaßöffnung 52 und eine Luftaustrittsöffnung 53, die in die Atmosphäre münden.

Bei dieser Anordnung wird die durch die Lufteinlaßöffnung 52 in den Ventilator 51 eingesaugte Frischluft einem Wärmeaustauschvorgang unterzogen und sodann in den Strömungskanal 45 des oberen Rahmenholms 53 gedrückt, wo sie von dem den Kanal 46 des Rohres 44 durchströmenden wärmeübertragenden Medium Wärme aufnimmt oder Wärme an dieses Medium abgibt. Schließlich wird die Frischluft vom oberen Rahmenholm 43 durch die Luftaustrittsöffnungen 47 gleichförmig in das Rauminnere ausgestoßen. Verbrauchte Luft wird durch die Lufteinlaßschlitze 54 (von denen in Fig. 4 nur eine gezeigt ist) des mittleren Rahmenholms 48 in den hohlen Innenraum 50 desselben eingesaugt, wo das einen Kanal 55 des Rohres 49 durchströmende wärmeübertragende Medium Wärme an die den mittleren Rahmenholm 48 durchströmende verbrauchte Luft abgibt oder der vebrauchten Luft Wärme entzieht. Die verbrauchte Luft strömt dann durch eine Öffnung 56 des mittleren Rahmenholms 48 in den Ventilator 51, wo sie einem zusätzlichen Wärmeaustauschvorgang unterzogen wird. Sodann wird die verbrauchte Luft durch die Luftaustrittsöffnung 53 aus dem Ventilator 51 ausgestoßen.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres abgewandeltes Belüftungssystem gezeigt, bei dem eine Fenstereinheit 57

einen Fensterrahmen 58 umfaßt, der einen mittleren horizontalen Rahmenholm 59 aufweist, der sich zwischen einem oberen und einem unteren horizontalen Rahmenholm 60 bzw. 61 erstreckt. Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, hat der mittlere Rahmenholm 59 einen hohlen Innenraum 62, der einen Strömungs-Tcanal für Luft bildet, und einen Strömungskanal 63 für ein wärmeübertragendes Medium, der sich längs des hohlen Innenraums 62 erstreckt, wobei der Kanal 63 von einem mit einer Innenseite des Rahmenhplms 59 integrierten Rohr 64 gebildet wird. Der Rahmenholm 59 hat an seiner unteren Wand eine Lufteinlaßöffnung 65, die mit einem Ventilator 67 in Strömungsverbindung steht, und er hat in seiner oberen Wand eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 66 (von denen nur eine gezeigt ist), die über die Länge des Rahmenholms 59 gleichabständig angeordnet sind. Jede Luftaustrittsöffnung 66 umfaßt vorzugsweise einen Diffusor, um eine gleichförmige Verteilung der ausgestoßenen Luft zu bewirken. Ein Ventilator 67 ist zwischen dem mittleren und dem unteren Rahmenholm 59 bzw. 61 angeordnet und steht mit dem hohlen Innenraum 62 des mittleren horizontalen Rahmenholms 59 in Strömungsverbindung. Ein Tafelelement 68 ist an der Außenseite des Ventilators 67 angeordnet und erstreckt sich zwischen dem mittleren und dem unteren horizontalen Rahmenholm 59 bzw. 61. Das Tafelelement 68 hat zwei voneinander getrennte parallele.Luftkanäle 69a, 69b, die an einem Ende eine Lufteinlaßöffnung 70 und eine Luftaustrittsöffnung 71 aufweisen, die an gegenüberliegenden Enden, mit dem Ventilator 67 in Strömungsverbindung stehen. Der Ventilator 67 hat eine Lufteinlaßöffnung 72, die in das Rauminnere mündet, um verbrauchte Luft in den Ventilator 67 anzusaugen.

Bei dieser Anordnung strömt die durch die Lufteinlaßöffnung 70 in den Kanal 69a angesaugte Frischluft in den

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Ventilator 67, wo sie einen Wärmeaustauschvorgang unterzogen wird. Die Frischluft wird sodann in den Strömungskanal 62 des mittleren Rahmenholms 59 gedrückt, wo sie durch das den Strömungskanal 63 des Rohres 64 durchströmende wärmeübertragende Medium gekühlt oder erwärmt wird. Die Frischluft wird sodann durch die Austrittsöffnungen 66 in das Rauminnere ausgestoßen. Die durch die Lüfteinlaßöffnung 72 in den Ventilator 67 angesaugte verbrauchte Luft wird durch den Luftaustrittskanal 69b in die Atmosphäre ausgestoßen, nachdem im Ventilator 67 ein Wärmeaustausch erfolgt ist.

Der mittlere horizontale Rahmenholm 59 kann eine Trennwand 73 aufweisen, die den hohlen Innenraum oder den Strömungskanal 62 in zwei getrennte Kammern 74, 75 unterteilt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Das Rohr 64 ist in der oberen Kammer 74 angeordnet, die über eine Öffnung 76 in der Trennwand 73 mit der unteren Kammer 75 in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung kann eine größere Menge an Wärmeenergie an die Frischluft abgegeben oder dieser entzogen werden, wenn die Frischluft die untere und die obere Luftkammer 75 und 76 nacheinander durchströmt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die aus den Austrittsöffnungen 66 ausgestoßenen Frischluftströme die gleiche Geschwindigkeit haben.

Ein in den Fig. 8 und 9 gezeigtes abgewandeltes Belüftungssystem ähnelt dem in Fig. 7 gezeigten System, unterscheidet sich aber von diesem durch die Tatsache, daß eine Fenstereinheit 77 einen Fensterrahmen 78 umfaßt, der einen hohlen unteren horizontalen Rahmenholm 79 aufweist. Der Rahmenholm 79 hat einen Strömungskanal 80 für ein wärmeübertragendes Medium und einen dem Kanal 80 benachbarten Luftkanal 81. Der Kanal 81 ist durch eine vertikale Trenn-

wand oder einen Block 82 in zwei Kammern 8Ia₁ 81b unterteilt , wobei die Kammer 81a langer ist als die Kammer 81b. Ein Tafelelement 83 hat zwei voneinander getrennte parallele Lufteinlaß- und austrittskanäle 84, 85, die an einem Ende in die Atmosphäre münden und am anderen Ende mit der Kammer 81a bzw. 81b in Verbindung stehen. Ein Ventilator 86 ist zwischen dem unteren horizontalen Rahmenholm 79 und einem hohlen mittleren horizontalen Rahmenholm 87 angeordnet. Der Ventilator 86 hat an seiner Innenseite eine Einlaßöffnung 88 und er steht sowohl mit dem mittleren Rahmenholm 87 über eine in einer unteren Wand desselben angeordnete Lufteinlaßöffnung 90 als auch mit -den Kammern 81a, 81b des unteren Rahmenholms 79 in Strömungsverbindung. Der hohle Innenraum 89 des Rahmenholms 87 ist durch eine Trennwand 91 in zwei Kammern 89a, 89b unterteilt. Der Rahmenholm 87 hat ferner einen Strömungskanal 92 für das wärmeübertragende Medium neben der oberen Kammer 89a und eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 93 (von denen in Fig. 9 nur eine gezeigt ist), die über die Länge einer oberen Wand des Rahmenholms 87 gleichabständig angeordnet sind. Die Trennwand 91 hat eine die Kammer 89a, 89b miteinander verbindende Öffnung 94.

Bei dieser Anordnung wird der durch den Lufteinlaßkanal 84 strömenden Frischluft von dem durch den Kanal 80 in dem Rahmenholm 79 strömenden wärmeübertragenden Medium Wärme entzogen oder von diesem Medium Wärme an die Frischluft abgegeben, wenn diese die längere Kammer 81a des Rahmenholms 79 durchströmt, bevor ein Wärmeaustausch zwischen der Frischluft und einem (nicht gezeigten) Wärmeaustauschelement in dem Ventilator 86 erfolgt. Wenn die Frischluft die Kammer 89a durchströmt, dann wird sie durch das in dem Kanal 92 zirkulierende wärmeübertragende Medium weiter abgekühlt oder erwärmt. Sodann wird die Frischluft durch die Austritts-

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öffnungen 93 gleichförmig in das Rauminnere ausgestoßen. Die durch die Einlaßöffnung 88 in den Ventilator 86 eingesaugte verbrauchte Luft wird über die kürzere Kammer 81b im unteren Rahmenholm 79 unmittelbar durch den Austrittskanal 85 in die Atmosphäre ausgestoßen.

In den Fig. 10 bis 13 ist ein weiteres abgewandeltes Belüftungssystem gezeigt.. Dieses Belüftungssystem besteht aus einem Fensterrahmen 95, der einen hohlen mittleren horizontalen Rahmenholm 96 umfaßt, der an seiner Innenseite einen Strömungskanal 97 für ein wärmeübertragendes Medium und einen dem Kanal 97 benachbarten Luftkanal 98 aufweist. Der horizontale Rahmenholm 96 hat ferner an seiner Außenseite eine Reihe von Lufteinlaßöffnungen 99 (von denen in Fig. 11 nur eine gezeigt ist), die über seine Länge gleichabständig angeordnet sind. Eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 100 (von denen in Fig. 11 nur eine gezeigt ist) ist an der Innenseite des Rahmenholms 96 über dessen Länge gleichabständig angeordnet. Ein Ventilator 101 ist zwischen dem mittleren Rahmenholm 96 und einem hohlen unteren horizontalen Rahmenholm 102 angeordnet. Der Ventilator 100 steht mit dem Luftkanal 98 in Stromungsverbindung und weist eine in das Rauminnere mündende Lufteinlaßöffnung 103 auf. Ein Tafelelement 104 ist an der Außenseite des Ventilators 100 zwi- < sehen dem mittleren und dem unteren Rahmenholm 96, 102 angeordnet. Das Tafelelement 104 hat einen Luftkanal 105, dessen gegenüberliegende Enden mit den Lufteinlaßöffnungen des Rahmenholms 96 und mit dem Ventilator 101 verbunden sind. Ein hohler vertikaler Rahmenholm hat an seiner Außen- ■ seite eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 107, die über dessen Länge gleichabständig angeordnet sind.

Der Ventilator 101 hat eine obere und eine untere Kammer 108a, 108b, die durch eine Trennwand 109 voneinander

ORIGINAL INSPECTED

getrennt sind, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Ein Rotor 110 ist auf einer Antriebswelle drehfest angeordnet und erstreckt sich quer zur Trennwand 109 in die Kammern 108a, 108b. Der Rotor 110 ist mit einem Wärmeaustauschelement 110a versehen, das gleichzeitig sensitive Wärme und latente Wärme austauschen kann. Das Wärmeaustauschelement 110a bewirkt einen Wärmeaustausch zwischen der Frischluft aus der Atmosphäre und der verbrauchten Luft aus dem Rauminneren, wenn sich der Rotor 110 dreht. Der Ventilator 101 hat ferner ein Gebläse 111, das in der oberen Kammer 108a angeordnet ist, um Luft in das Rauminnere zu drücken, und ein Gebläse 112, das in der unteren Kammer 108b angeordnet ist, um Luft aus der Atmosphäre anzusaugen.

Bei dieser Anordnung strömt die durch die Lufteinlaßöffnungen 99 des Rahmenholms 96 angesaugte Frischluft durch den Kanal 105 in die obere Kammer 108a des Ventilators 101, wo sie einem Wärmeaustausch unterzogen wird, indem sie mit dem Wärmeaustauschelement 110a in Berührung gelangt. Wenn die Frischluft durch den Kanal 98 des Rahmenholms 96 hindurchströmt, dann wird sie durch das den Kanal 97 durchströmende wärmeübertragende Medium weiter abgekühlt oder erwärmt. Sodann wird die Frischluft durch die Austrittsöffnungen 100 gleichförmig in das Rauminnere eingeleitet. Verbrauchte Luft strömt durch die Lufteinlaßöffnung 103 in die Kammer 108b des Ventilators 101, wo das Wärmeaustauschelement 110a einen Wärmeaustausch zwischen sich und der verbrauchten Luft bewirkt. Die verbrauchte Luft wird durch die Austrittsöffnungen 107 des vertikalen Rahmenholms 106 in die Atmosphäre ausgestoßen.

Ein in den Fig. 14 bis 16 gezeigtes abgewandeltes Belüftungssystem besteht aus einem Fensterrahmen 113, der einen hohlen mittleren horizontalen Rahmenholm 114 und einen hohlen vertikalen Rahmenholm 115 aufweist. Jeder der beiden Rahmenholme 1.14, 115 ist mit einem Strömungskanal 116 für ein wärmeübertragendes Medium und mit einem dem Kanal 116 benachbarten Luftkanal 117 versehen. Der mittlere horizontale Rahmenholm 114 hat eine Reihe von diffusorartigen Luftaustrittsöffnungen 118 (von denen in Fig. 15 nur eine gezeigt ist), die in das Rauminnere münden. Eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 119 (von denen nur eine in Fig. gezeigt ist) ist ferner in dem Rahmenholm 114 gleichabständig angeordnet und mündet in die Atmosphäre. Der vertikale Rahmenholm 115 hat an seiner Außenseite eine Reihe von Lufteintrittsöffnungen 120 (von denen nur zwei in Fig. 16 gezeigt sind), die gleichabständig angeordnet sind. Ein Ventilator 121 ist zwischen dem mittleren horizontalen Rahmenholm 114 und einem unteren horizontalen Rahmenholm 122 neben dem vertikalen Rahmenholm 115 angeordnet. Der Ventilator 121 steht mit den Luftkanälen 117 in den Rahmenholmen 114, 115 in Strömungsverbindung und hat eine Lufteinlaßöffnung 123, die in das· Rauminnere mündet. Eine Tafel 124 ist an der Außenseite des Ventilators 121 angeordnet und erstreckt sich zwischen den horizontalen Rahmenholmen 114, 122. In der Tafel 124 ist ein Luftkanal 125 begrenzt, dessen gegenüberliegende Enden mit den Luftaustrittsöffnungen 119 bzw. mit dem Ventilator 121 verbunden sind.

Bei dieser Anordnung wird die Frischluft gekühlt oder erwärmt, wenn sin durch den Luftkanal 117 in dem vertikalen Rahmenholm 115, quer durch eine zwischen dem vertikalen Rahmenholm 115 und dem Ventilator 121 angeordnete Wärmeaustauschkammer 126, in den Ventilator 121 hinein und durch den

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Luftkanal 117 des horizontalen Rahmenholms 114 strömt. Die Wärmeaustauschkammer 126 ist aus einem Rohr 127 für die Zirkulation des wärmeübertragenden Mediums und aus einem das Rohr 127 umgebenden Mantel 128 gebildet, wobei zwischen dem Rohr 127 und dem Mantel 128 eine Ringkammer 129 begrenzt ist. Die einem Wärmeaustauschvorgang unterzogene Frischluft wird durch die Austrittsöffnungen 13.8 in das Rauminnere ausgestoßen. Verbrauchte Luft wird durch die Lufteinlaßöffnung 123 in den Ventilator 121 zum Wärmeaustausch eingesaugt und strömt sodann durch den Luftkanal 125 in die Atmosphäre.

Der Ventilator 121 und die Wärmeaustauschkammer 126 sind vorzugsweise mit einem wärmeisolierenden Material beschichtet. Kondensiertes Wasser wird durch eine Abflußleitung 130 nach außen abgeleitet. Wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, hat das Rohr 127 Rippen 131 zur Verbesserung des Wärmeaustauschs. Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hat jede Fenstereinheit eine wärmeisolierte Konstruktion, die aus einem wärmeisolierten Fensterrahmen, einer wärmeisolierten Tafel und zwei Glasscheiben besteht. Mit den in dieser Weise ausgebildeten Fenstereinheiten kann der Wärmeverlust auf ein Minimum verringert werden. Die Belüftungssysteme sind besonders vorteilhaft, wenn sie in eine Klimaanlage zur Steuerung der Lufttemperatur in den Räumen eines Gebäudes eingesetzt wird. Eine solche Klimaanlage kann das Problem der sogenannten Wärmestrahlungslöcher überwinden, d.h. ein Wandbereich eines Raumes, dessen Temperatur erheblich von der durchschnittlichen Raumtemperatur abweicht.

Wenngleich es sich bei den in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen um bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung handelt, so dienen diese lediglich zur Erläuterung der Erfindung und lassen

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im Rahmen des allgemeinen Fachwissens zahlreiche Abwandlungen zu, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Belüftungssystem für ein Gebäude

Bezugszeichenliste :

20 Fenstereinheit Fig. 1 u.

21 Fensterrahmen

22, 23 oberer und unterer Rahmenholm

24, 25 seitliche Rahmenholme

26 Oberlicht "" ;.

27 Ventilator

28 Schwenkfenster

29 Festfenster

30 Festfenster

31 Schiebefenster

32 Tafel

33 mittlerer horizontaler Rahmenholm

34 hohler Innenraum von 33

35 Rohr in 34

36 Strömungskanal

37 Lufteinlaßschlitze in 33

38 Luftaustrittsöffnung in

39 Lufteinlaßöffnung von 27

40 Luftaustrittsöffnung von

41 Frischluftöffnung von 27

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42 Fenstereinheit Fig. 3 u.

43 oberer horizontaler Rahmenholm

44 Rohr in 45

45 hohler Innonraum von 43

46 Strömungskanal

47 Luftaustrittsöffnungen von

48 mittlerer horizontaler Rahmenholm

49 integriertes. Rohr in 50

50 hohler Innenraum von 48

51 Ventilator

52 Lufteinlaßöffnung von

53 Luftaustrittsöffnung von

54 Lufteinlaßschlitze in

55 Strömungskanal in 49

56 Öffnung in 48

57 Fenstereinheit Fig. 5 u.

58 Fensterrahmen

59 mittlerer Rahmenholm

60 oberer Rahmenholm

61 unterer Rahmenholm

62 hohler Innenraum

63 Strömungskanal

64 Rohr

65 Lufteinlaßöffnung in 59

66 Luftaustrittsöffnungen in

67 Ventilator

68 Tafelelement 69a Luftkanal in 69b Luftkanal in

70 Lufteinlaßöffnung von 69a

71 Luftaustrittsöffnung von 69b

72 Lufteinlaßöffnung in

73 Trennwand von 59 Fig. 74, 75 Luftkammern

76 Öffnung in 73

77 Fenstereinheit Fig. 8 u.

78 Fensterrahmen

79 unterer Rahmenholm

80 Strömungskanal

81 Luftkanal 81a Kammer 82a Kammer

8 2 vertikale Trennwand

83 Tafelelement

84 Lufteinlaßkanal von

8 5 Luftaustrittskanal von

86 Ventilator

87 mittlerer Rahmenholm

00 Lufteinlaßöffnung von

90 Lufteinlaßöffnung von

89 hohler Innenraum von

89a, 89b Kammern

91 Trennwand

9 2 Strömungskanal in 87

93 Luftaustrittsöffnungen von

94 Öffnung in 91

95 Fensterrahmen Fig. 10-13

96 mittlerer Rahmenholm

97 Strömungskanal

98 Luftkanal

99 Lufteinlaßöffnungen von

100 Luftaustrittsöffnungen von

101 Ventilator

102 unterer Rahmenholm

103 Lufteinlaßöffnung von 104- Tafel element

105 Luftkanal in 104

106 vertikaler Rahmenholm

107 Luftaustrittsöffnungen von 3.08a obere Kammer von 101

108b untere Kammer von

109 Trennwand

110 Rotor

110a Wärmeaustauschelement

111 Gebläse in 108a

112 Gebläse in 108b

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113 Fensterrahmen Fig. 14-16

114 horizontaler Rahmenholm

115 vertikaler Rahmenholm

116 Strömungskanäle in 114,

117 Luftkanäle in 114,

118 innere Luftaustrittsöffnungen von

119 äußere Luftaustrittsöffnungen von

120 Lufteinlaßöffnungen in

121 Ventilator

122 unterer Rahmenholm

123 Lufteinlaßöffnung von

124 Tafel

125 Luftkanal in 124

126 Wärmeaustauschkammer

127 Rohr

128 Mantel

129 Ringkammer

130 Abflußleitung

131 Rippen von 127

Leerseite

Claims

-yr-

Patentansprüche

(l.J Belüftungssystem für ein Gebäude, bestehend aus einer Fenstereinheit (20; 42; 57; 77) mit einem Fensterrahmen (21; 58; 78; 95; J.13), der eine Fensteröffnung begrenzt, einem Ventilator (27; 51; 67; 86; 101; 110; 121), der in der Fensteröffnung angeordnet ist und ein Wärmeaustauschelement (ILOa) enthält, und mit einem Lufteinlaß und einem Luftauslaß (37, 41, 39, 40; 54, 47, 52, 53; 72, 66, 70, 71; 88, 93, 84, 85; 103, 100, 99, 107; 123, 118, 120, 119), die jeweils an der Innenseite und an der Außenseite der Fenstereinheit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterrahmen (21; 58; 78; 95; 113) mindestens einen ersten Kanal (35; 46, 55; 63; 80, 92; 97; 116) für ein wärmeübertragendes Medium und mindestens einen zweiten Kanal (34; 45, 50; 62; 81, 89; 117) für Luft neben dem ersten Kanal aufweist und daß der Ventilator (27; 51; 67; 86; 101; 110; 121) mit dem zweiten Kanal (34; 45, 50; 62; 81, 89; 117) in Strömungsverbindung steht.'
2. Belüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterrahmen (2.1; 58; 78; 95; 113) einen oberen und einen unteren horizontalen Rahmenholm (22, 23; 60, 61), zwei die horizontalen Rahmenholme miteinander verbindende vertikale Rahmenholme (24, 25) und einen mittleren horizontalen Rahmenholm (33; 48; 59; 87; 96; 114) aufweist, der sich zwischen dem oberen und dem unteren horizontalen Rahmenholm erstreckt, wobei der Ventilator (27; 51; 67; 86; 10.1; UO; 121) zwischen dem mittleren horizontalen Rahmenholm (33; 48; 59; 87; 96; 114) und dem oberen oder unteren horizontalen Rahmenholm (22, 23; 60, 61) erstreckt.

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3. Belüftungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daf3 der mittlere horizontale Rahmenholm (33; 48; 59; 87; 96; 114) einen ersten Kanal (35; 46, 55; 63; 80, 92; 97; 116) und einen zweiten Kanal (34; 45, 50; 62; 81, 89; 117) aufweist.
4. Belüftungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (51) zwischen dem mittleren horizontalen Rahmenholm (48) und dem oberen horizontalen Rahmenholm (43) angeordnet ist, wobei der erste und zweite Kanal (46, 45) in dem oberen horizontalen Rahmenholih angeordnet ist.
5. Belüftungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere horizontale Rahmenholm (48) den Lufteinlaß (54) auf der Innenseite der Fenstereinheit aufweist.
6. Belüftungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (27) den Luftauslaß (41) auf der Innenseite der Fenstereinheit aufweist und den Lufteinlaß (39) und den Luftauslaß (40) auf der Außenseite der Fenstereinheit aufweist.
7. Belüftungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Rahmenholm (43) den Luftauslaß (47) auf der Innenseite der Fenstereinheit aufweist und daß der Ventilator (51) den Lüfteinlaß (52) und den Luftauslaß (53) auf der Außenseite der Fenstereinheit aufweist.
8. Belüftungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator zwischen dem mittleren und dem unteren horizontalen Rahmenholm (59, 61; 87, 79; 96, 102;

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114, 122) angeordnet ist, wobei der untere horizontale Rahmenholin mit dem ersten und zweiten Kanal (80, 8.1) versehen ist.
9. Belüftungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (67 t 86; 1.10; 12.1) den Lufteinlaß (72; 88; 103; 123) an der Innenseite der Fenstereinheit aufweist.
10. Belüftungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere horizontale Rahmenholm (59; 87; 96; 144) den Auslaß (66; 93; 100; 116) an der Innenseite der Fenstereinheit aufweist.
11. Belüftungssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Tafelelement (68; 83; 104; 124), das an der Außenseite des Ventilators (67; 86; 1.1.0; 121) angeordnet ist und sich zwischen dem mittleren und dem unteren horizontalen Rahmenholm (59, 61; 87, 79; 102; 114. 122) erstreckt.
12. Belüftungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tafelelement (68; 83) den Lufteinlaß (70; 84) auf der Außenseite der Fenstereinheit aufweist.
13. Belüftungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Tafelelement (68; 83) ferner den Luftauslaß (71; 85) auf der Außenseite der Fenstereinheit aufweist=
14. Belüftungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator eine Lufteinlaß- und eine Luftauslaßöffnung aufv/eist, die mit dem an der Außenseite der Fenstereinheit angeordneten Lufteinlaß bzw. Luftauslaß verbunden ist.
15. Belüftungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der untere horizontale Rahmenholm eine Lufteinlaß- und eine Luftauslaßöffnung aufweist, die mit dem an der Außenseite der Fenstereinheit angeordneten Lufteinlaß bzw. Luftauslaß verbunden ist.
16. Belüftungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere horizontale Rahmenholm (96; 114) den Luftauslaß (100: 116) an der Innenseite der Fenstereinheit aufweist und daß einer der vertikalen Rahmenholme (106; 115) den Lufteinlaß oder den Luftauslaß aufweist.
17. Belüftungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der vertikalen Rahmenholme (115) den ersten und zweiten Kanal (116, 117) und den auf der Außenseite der Fenstereinheit angeordneten Lufteinlaß (120) aufweist.
18. Belüftungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere horizontale Rahmenholm den Auslaß auf der Außenseite der Fenstereinheit aufweist.
19. Belüftungssystem nach. Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafel (124) einen mit dem Auslaß verbundenen Austrittskanal (125) aufweist.
20. Belüftungssystem nach /Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder horizontale und vertikale Rahmenholm (33: 43, 48: 59; 79, 87; 106; 114, 115) einen den zweiten Kanal (34; 45, 50; 62; 81, 89; 1.17) bildenden hohlen Innenraum und ein Rohr (35; 44, 49; 64) aufweist, das in dem hohlen Innenraum angeordnet und mit dem Rahmenholm integriert ist.
21. Belüftungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Rohr an der Innenseite des Rahmenholms eingeordnet ist.
22. Belüftungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenholm (59) eine Trennwand (73) aufweist, die den hohlen Innenräum (62) in zwei Kammern (74, 75) unterteilt, wobei der Ventilator (67) mit der einen Kammer

(75) in Verbindung steht und daß der Rahmenholm den Einlaß oder den Auslaß aufweist, der mit der anderen Kammer (74)
verbunden ist, wobei die Trennwand mindestens eine Öffnung

(76) aufweist, die mit beiden Kammern verbunden ist.

COPV