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Belüftungseinrichtung mit Luftvorwärmung
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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung mit Luftvorwärmung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Belüftungseinrichtungen oder Frischluftschleusen werden dort benutzt,
wo Wohn- oder Industrieräume belüftet werden sollen und wo die Öffnung eines Fensters
nicht möglich ist oder der Lüftungswärmeverlust kontrolliert und auf den erforderlichen
Luftbedarf begrenzt wird.
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Beispielsweise ist das Öffnen von Fenstern in Industriebauten und
Wohngebäuden in der Nähe von starken Lärmquellen, wie Flugplätzen, Industrieanlagen,
stark befahrener Straßen, nicht vorgesehen. Frischluftschleusen werden auch dort
eingesetzt, wo aus Gründen der Baugenehmigung keine Fenster angebracht werden dürfen
oder nur durchgehende Fenster fronten mit großen Glasscheiben benutzt werden, und
diese großen Glasscheiben zweckmäßig als unbewegliche Wände starr eingebaut werden.
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Frischluftschleusen bestehen in der Regel aus einem luftdurchströmten
Kastenprofil mit Einlaß- und Auslaßöffnungen zum Durchtritt des Luftstroms, wobei
die Öffnungen durch Lamellen geschützt und abgedeckt sind. In dem
Kastenprofil
kann zur Vergrößerung des in den Innenraum einströmenden Luftvolumens ein Luftgebläse
eingesetzt sein.
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Bei kühlen Außentemperaturen strömt die dann ebenfalls kühle Frischluft
durch die Luftschleuse in den Innenraum ein und vermischt sich nicht sofort mit
der meist höher temperierten Raumluft, so daß sich von der Luftschleuse ausgehend
ein kühler Luftstrom ins Rauminnere ausbildet. Von Personen, die beispielsweise
ihren Arbeitsplatz in der Nähe einer Frischluftschleuse haben, wird dies als unangenehme
Zugluft empfunden.
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Es ist bereits bekannt (DE-OS 25 31 247), die einströmende Frischluft
durch ein elektrisches Heizelement aufzuwärmen, wodurch die einströmende Frischluft
nicht mehr als unangenehmer Zugluftstrom empfunden wird. Dazu ist im Inneren der
bekannten kastenförmigen Frischluftschleuse ein konventionelles elektrisches Stabheizelement
auf einem eigenen Halter angebracht. In unmittelbarer Nähe des Heizelementes ist
ein Sicherheitsthermostatschalter angebracht, an den die elektrische Heizenergie
über das Heizelement geführt ist.
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Die bekannte Einrichtung zur Luftvorwärmung ist aufwendig zu montieren
und durch ihre Anordnung im Inneren der Schleuse nur schwierig nachrüstbar. Der
Wunsch oder die Erfordernis zur Nachrüstung einer Luftvorwärmung tritt jedoch häufig
auf, z. B. wenn Räume ohne bisherige Luftvorwärmung in ihrer Bestimmung geändert
werden sollen oder Arbeitsplätze näher an eine Frischluftschleuse herangebracht
werden sollen. Oftmals wird auch bei der Planung einer Frischluftschleuse davon
ausgegangen, daß eine Luftvorwärmung nicht notwendig ist. Dagegen kann sich nach
Fcrtigstellung eines Innenraums dann zeigen, daß sich dennoch ein kühler Zugluftstrom
ausbildet und das Raumklim.l durch nachträglichen Einbau einer Luftvorwärmung erheblich
verbessert werden kann.
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Durch den räumlich engen Zusammenbau des Thermostatschalters und des
Heizungselements mißt der Thermostatschalter im wesentlich die vom Heizungselement
abgestrahlte Wärme. Der Thermostatschalter kann somit allenfalls als Sicherungselement
gegen eine Uberlastung des Heizelements eingesetzt werden, eine Temperaturregelung
für die Aufheizung der durchströmenden Frischluft kann jedoch nicht durchgeführt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Belüftungseinrichtung
mit Luftvorwärmung zu schaffen, bei der die Elemente für die Luftvorwärmung einfach
montierbar und insbesondere einfach nachrüstbar sind.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, als elektrisches Heizelement
ein Flächenheizelement einzusetzen, das flächig auf der Abdeckplatte für die Luftauslaßöffnung
aufliegt und mit dieser verbunden ist. Dadurch wird eine sehr einfache Montage und
Nachrüstung möglich, da bei den Standardlüftern die Abdeckplatte abnehmbar ist,
so daß diese bequem mit einem Flächenheizelement verbunden werden kann. Es braucht
daher weder in der schwer zugänglichen Kanalöffnung ein Heizelement montiert zu
werden, noch die elektrischen Leitungen dorthin geführt zu werden.
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Zudem wird eine effektive Luftvorwärmung erzielt, da das Flächenheizelement
im vorgesehenen Luftstrom an der Abdeckplatte liegt und eine relativ große Wärmetauscherfläche
zur Verfügung steht. Dadurch kann das Heizelement selbst mit relativ niedriger Temperatur
betrieben werden, so daß es ohne weiteres auf die Abdeckplatte aufgebracht werden
kann und nicht wie bisher zum Schutz vor Berührungen und Verbrennungen im Inneren
des Luftkanals angebracht sein muß.
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Besonders zweckmäßig ist die erfindungsgemäße Ausführung
bei
Abdeckplatten mit einem starren Lamellengitter, bei dem die Einstellung der Luftstrommenge
über ein Absperrorgan im Inneren der Luftschleuse, beispielsweise durch einen bekannten
Drehschieber erfolgt. Als besonders vorteilhaft wird als Flächenheizelement eine
an sich bekannte Folienheizung eingesetzt, wobei diese in der Regel aus einer Widerstandslegierung
besteht, die entweder auf ein Epoxydharz-Hartgewebe oder eine Kaptonfolie aufgebracht
ist. Solche Folienheizungen halten Dauerbelastungen bis zu 150 C aus und werden
daher im vorliegenden Fall in einem unkritischen Temperaturbereich bei praktisch
unbegrenzter Lebensdauer verwendet.
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Das Flächenheizelement kann sowohl auf der Innen seite der Abdeckplatte
als auch raumseitig angebracht sein.
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Da eine Folienheizung nur sehr wenig aufträgt, ist in der Regel bei
Standardlüftern an der Innenseite der Abdeckplatte, auch wenn dahinter ein Stellelement
eingebaut ist, für die Heizfolie genügend Platz. Zweckmäßigerweise wird die Folienheizung
aus optischen Gründen und zum Schutz gegen Beschädigung auf der Innenseite der Abdeckplatte
angebracht werden.
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Das Flächenheizelement soll für eine effektive Luftvorwärmung dort
an der Abdeckplatte angeordnet sein, wo der Hauptluftstrom auftrifft. Es ist dabei
selbstverständlich, daß, wenn mit dem Flächenheizelement Luftdurchtrittsöffnungen
der Abdeckplatte abgedeckt werden, noch eine genügende Anzahl von Luftdurchtrittsöffnungen
der Abdeckplatte zum Ausströmen der vorgewärmten Frischluft freibleiben müssen.
Es hat sich gezeigt, daß dies insbesondere bei einer Nachrüstung ohne weiteres so
möglich ist, daß eine effektive Luftvorwärmung und zugleich ein genügend großer
Belüftungseffekt erhalten wird.
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Das Flächenheizelement oder die Folienheizung könnte ebenfalls mit
Luftdurchtrittsöffnungen versehen sein, die
dann Je nach Erfordernis
mit den Luftdurchtrittsöffnungen der Abdeckplatte zur Deckung gebracht werden könnten.
Dadurch wäre ein ungehinderter und durch das Flächenheizelement nicht gestörter
Luftdurchtritt durch die Abdeckplatte gewährleistet. Wie vorstehend ausgeführt,
ist diese aufwendigere Ausführung für eine gute Funktion normalerweise nicht erforderlich.
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In der Praxis hat sich bewährt, die Folienheizung als waagrecht verlaufenden
Streifen an der Abdeckplatte anzubringen.
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Die Folienheizung kann mit einem Temperaturregeler verbunden sein,
über den das Heizelement soviel Energie zugeführt bekommt, daß die Temperatur der
einströmenden Frischluft auf einer bestimmten eingestellten Temperatur gehalten
wird. Der dazu erforderliche Temperaturfühler wird zweckmäßig ebenfalls einfach
auf der Abdeckplatte montiert, wobei darauf zu achten ist, daß ein räumlicher Abstand
zwischen dem Heizelement und dem Temperaturfühler besteht. Auch der Temperaturregler
selbst, der in der praktischen Ausführung nur eine kleine und schmale bestückte
Leiterplatte ist, kann zweckmäßig auf der Innenseite der Abdeckplatte angebracht
sein.
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Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher dargestellt.
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Es zeigen Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung
einer Belüftungseinrichtung mit Luftvorwärmung, Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt,
Fig.
3 eine Abdeckplatte mit aufgebrachter Folienheizung und schematisch dargestellter
Schaltskizze.
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Eine Belüftungseinrichtung 1 ist an der Oberseite entlang eines Fensters
eingebaut, wobei eine doppelwandige Fensterscheibe 2 in einem Holzrahmen 3 gehalten
ist. Die Fensterscheibe 2 reicht nicht bis zur Oberseite des Rahmens 3, so daß dort
ein Längszwischenraum entsteht, in den eine Frischluftschleuse 4 über Dichtleisten
5, 6 eingesetzt ist. Von der (rechten) Rauminnenseite ist sowohl die Frischluftschleuse
als auch die Fensterscheibe 2 von einem Deckrahmen 7 gehalten. Die Frischluftschleuse
4 besteht aus einem kastenförmigen Lüftergehäuse 8, das zur Innenraumseite hin von
einer Abdeckplatte 9 mit Luftaustrittsöffnungen 10 abgedeckt ist. Von der Lufteinlaßseite
an der (linken) Fensteraußenseite ist das Lüftergehäuse mit einem Lamellengitter
11 abgedeckt. Im Inneren des Lüftergehäuses ist ein drehbarer, zylindrischer Drehschieber
12 mit zwei diametral gegenüberliegenden, breiten Längsschlitzen 13 angebracht.
Der Drehschieber 12 ist mit einem von der Raumseite her betätigbaren Hebel 14 verbunden
und kann damit um die Breite der Längsschlitze 13 gedreht werden. In Raumrichtung
unmittelbar vor dem Drehschieber, jedoch im Abstand zur Abdeckplatte 9, ist eine
Zwischenplatte 15 angeordnet, die im Bereich der Längsschlitze 13 ebenfalls einen
Schlitz 16 enthält.
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Die Längsschlitze 13 können je nach Hebelstellung mit dem Schlitz
16 zur Deckung gebracht werden (in Fig. 1 dargestellte Lage), wodurch Luft von außen
her durch die Längsschlitze 13, den Schlitz 16 und die Luftaustrittsöffnungen 10
in der Abdeckplatte 9 ins Rauminnere gelangen kann, wie dies mit dem Pfeil 17 angedeutet
ist.
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Wird der Hebel 14 nach oben bewegt, werden auch die Schlitze gegeneinander
bewegt und in der oberen Endstellung ist durch den Drehschieber der Luftdurchtritt
abgesperrt. In den Zwischenstellungen des Hebels 14 ist die sich überlappende Schlitzbreite
kontinuierlich ein-
stellbar und damit ebenfalls der Frischluftdurchtritt
kontinuierlich vernderbar.
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Oberhalb der unteren beiden Reihen von Luftdurchtrittsöffnungen 10
an der Abdeckplatte 9 ist von der Rückseite der Abdeckplatte 9 ein waagrechter Streifen
einer Folienheizung 18 aufgeklebt. Die elektrischen Anschlußleitungen sind der Ubersichtlichkeit
halber weggelassen. Die durch die Frischluftschleuse 4 strömende Frischluft gelangt
über den Schlitz 16 an der Zwischenplatte 15 in den Zwischenraum vor der Abdeckplatte
9. Die relativ kühle Frischluft wird in diesem Zwischenraum und auch unmittelbar
nach dem Austreten aus den oberen Luftaustrittsöffnungen aufgrund der Konvektion
nach unten geführt, d. h.
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die Hauptluftstromrichtung geht vom Schlitz 16 eher nach unten. Dort
ist auch die relativ großflächige Folienheizung 18 als Streifen angeordnet, wodurch
ein großer Anteil des durchtretenden Frischluftvolumens auf die Folienheizung auftrifft
bzw. daran vorbeistreicht und anschließend aus den nicht abgedeckten Luftaustrittsöffnungen
10 austritt.
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In Fig. 2 ist die Belüftungseinrichtung 1 gegenüber Fig.l etwas vergrößert
und mit weiteren Details im Querschnitt gezeigt. Hier ist zu erkennen, daß der Drehschieber
12 über Dichtungen 19 in zylindrisch ausgeformten Lagerblechen 20 geführt ist. Der
Drehschieber 12 ist in Fig. 2 in seiner geschlossenen Position dargestellt, d. h.
der Schlitz 16 der Zwischenplatte 15 ist mit den Längsschlitzen 13 nicht zur Deckung
gebracht. Hier ist deutlicher zu erkennen, daß die Folienheizung 18 von hinten her
auf die Abdeckplatte 9 aufkaschiert ist. Dies ist besonders einfach und zweckmäßig
dann durchzuführen, wenn die Folienheizung aus einem flexiblen Trägermaterial besteht.
Durch die innige Auflage und Verbindung der Folienheizung mit der üblicherweise
metallischen Abdeckplatte wird erreicht, daß sich in diesem Fall die gesamte
Abdeckplatte
erwärmt und als großflächige Wärmertauscherfläche benutzt wird. Für den Fall, daß
ein weniger *exibles und anschmiegsames Trägermaterial für die Heizung verwendet
wird, beispielsweise Leiterplatinenmaterial, ist es zweckmäßig, das Heizelement
mit Schrauben, gegebenenfalls über Abstandshalter an der Abdeckwand zu befestigen.
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In Fig. 3 ist in schematischer Form die Lage und der elektrische Anschluß
der Folienheizung 18 nochmals verdeutlicht. Dazu wird die vom Lüftergehäuse 8 abgenommene
Abdeckplatte 9 von der rückwärtigen Seite betrachtet. Von der Folienheizung 18 sind
die meanderförmig geführten Leitungen 21 aus einer Widerstandslegierung zu erkennen,
die auf eine Trägerfolie aufgebracht sind. In einem Anschlußfeld 22 sind Lötflächen
zum Anlöten der Anschlußleitungen 23, 24 geschaffen. Die Anschlußleitungen 23, 24
sind über Stecker 25 mit einem Regler 26 verbunden.
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Der Regler 26 ist seinerseits mit der Energieversorgung verbunden
und trägt einen Einstellknopf 27 zur Einstellung der Sollwerttemperatur der aufzuwärmenden
Frischluft. Als Istwertgeber ist ein Temperaturfühler 28 verwendet, der über eine
Leitung 29 ebenfalls mit dem Regler 26 verbunden ist. Der Temperaturfühler 28 ist
genauso wie die Folienheizung 18 auch an der Innenseite der Abdeckplatte 9 im Abstand
zur Folienheizung 18 angebracht, zweckmäßigerweise ebenfalls aufgeklebt. Auch der
Regler 26 selbst kann als flache Leiterplatine auf der Rückseite der Abdeckplatte
9 montiert sein.
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Bei der Montage und auch beim Nachrüsten einer Luftvorwärmung wird
die Abdeckplatte 9 vom Lüftergehäuse 8 abgenommen und die Folienheizung 18 als Streifen
von hinten her aufgeklebt, wobei nur ein Teil der Luftaustrittsöffnungen 10 abgedeckt
sein darf. Anschließend wird auch der Fühler 28 aufgeklebt und ggfs. auch der Regler
26 unmittclbar an der Abdeckplatte 9 angebracht. Der Regler kann
natürlich
auch außerhalb des Lüftergehäuses 8 montiert sein. Nach der Verbindung des Temperaturfühlers
28 und der Folienheizung 18 mit dem Regler 26 und dessen Anschluß an die Stromversorgung
und dem Anschrauben der Abdeckplatte ist die Luftvorwärmung funktionsfähig. Bei
eingeschaltetem Regler 26 wird nun die auf die Folienheizung bzw. auf die Abdeckplatte
9 auftreffende und vorbeiströmende Frischluft entsprechend der im Regler 26 eingestellten
Temperatur aufgewärmt.
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