DE3426778A1 - Vorrichtung zum austausch von waerme-energie zwischen luftstroemen zur rueckgewinnung von lueftungswaerme - Google Patents

Vorrichtung zum austausch von waerme-energie zwischen luftstroemen zur rueckgewinnung von lueftungswaerme

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DE3426778A1
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Werner G.K. 2000 Hamburg Lange
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LANGE WERNER GK
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F17/00—Vertical ducts; Channels, e.g. for drainage
    • E04F17/04—Air-ducts or air channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
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Description

WERNER G. K. LANGE - JM ©INSTERBUSCM 7 - 2OOO HAMBURG
Vorrichtung zum Austausch Von Wärmeenergie zwischen Luftströmen zur Rückgewinnung von Lüftungswärme.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die geeignet ist, einen Anteil des Lüftungswärmebedarfs von Gebäuden zurückzugewinnen und damit Energiekosten einzusparen .
Bei Gebäuden, die nicht mit einer zentralen Lüftungs- oder Klima-Anlage ausgestattet sind, erfolgt die Lufterneuerung im allgemeinen durch freie Lüftung. Hierbei wird die Luft vom Winddruck und Auftriebskräften durch die Fugen der Außenfenster und -türen gedrückt.
Da die Luft, die von außen einströmt, während der Heizperiode kalter ist, als die Luft, die das Gebäude verläßt, geht bei diesem Vorgang Wärmeenergie verloren. Die Lüftungswärme beträgt bei Wohngebäuden in der Größenordnung 20% des Gesamtwärmebedarfs der Heizung.
Für Daueraufenthaltsräume wird gemäß DIN 4701 eine Mindestluftmenge vorgeschrieben, so daß das Problem durch bessere Fugenabdichtungen alleine nicht gelöst werden kann.
Die Lüftungswärme geht also zwangsläufig verloren.
Demgegenüber sieht die Erfindung vor, einen Teil der Lüftungswärme zurückzugewinnen.
Hierzu wird die Außenluft an der abfließenden Raumluft vorbeigeführt und dabei soweit wie möglich erwärmt.
Der Temperaturänderungsgrad beträgt dabei mindestens 50%. Das bedeutet eine Einsparung von mindestens 10% der Gesamtheizenergie.
Der zentrale Gedanke der Erfindung besteht darin, daß einerseits die Fugen der Außenfenster und -Türen nahezu vollständig abgedichtet werden und andererseits die für den Luftwechsel erforderliche Luftrate gezielt über speziell dafür vorgesehene Wärmeaustauscher ein- und ausströmt.
Der Vorteil der Erfindung besteht ganz klar in der Einsparung von Brennstoff, was sowohl für den einzelnen Verbraucher als auch volkswirtschaftlich von erheblicher Bedeutung ist.
Je nach Ausführung der Erfindung kann die Vorrichtung in Fensterflügel, Fensterrahmen, Wand- und Türelemente eingebaut werden.
Sie kann als Gleich-, Gegen- oder Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet sein. Als Werkstoffe kommen Holz, Kunststoff oder Metall in Frage.
Der Strömungsantrieb kann durch Winddruck, Auftrieb oder mechanisch erfolgen.
Weitere? Ausführungen ergeben sich dadurch, daß verschiedene Möglichkeiten zum Reinigen der Lamellen und zum Drosseln der Luftmengen bei starkem Wind vorgesehen werden. Bei mechanischem Lufttransport und mechanischer Drosselklappenverstellung ist auch der Einsatz von Microprozessoren zur Optimierung der Wärmerückgewinnung möglich.
WERNER G. K. LANGE - IM, GINSTERBUSÖ'^ 7 - 2OOO HAMBURG
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und Fig. 2 beispielsweise erläutert.
Die Fig. 1 zeigt 3 Schnitte durch eine Ausführung der Erfindung. "Die Vorrichtung ist eingefügt in ein Außenbauelement 1, z.B. einen Fensterrahmen. Es besteht aus einem Gehäuse 2 und aus Lamellen 3. Die Lamellen 3 sind so angeordnet, daß die Außenluft 6 von außen nach innen strömen kann und die Raumluft 7 von innen nach außen strömen kann, ohne daß sich die beiden Luftströme miteinander vermischen können.
Dabei strömen Außenluft 6 und Raumluft 7 jeweils in benachbarten Lamellenzwischenräumen, so daß der Wärmeaustausch über die Lamellenwand erfolgen kann.
Der Schnitt A-B zeigt die Randbegrenzung 4 der Lamellenzwischenräume für den Luftstrom 6 der Außenluft. Die Außenluft 6 strömt über das Gitter 8 in die Vorrichtung ein, durchläuft den Lamellenkörper und strömt über das Gitter 9 in den Raum ein.
Der Schnitt C-D zeigt die Randbegrenzung 5 der Lamellenzwischenräume für den Luftstrom 7 der Raumluft. Die Raumluft 7 strömt über das Gitter 10 in die Vorrichtung ein, durchläuft den Lamellenkörper und verläßt die Vorrichtung über die Öffnungen 11 nach draußen. Das Gitter 9 ist mit einer Verstellvorrichtung 12 versehen, so daß der Eintritt der Außenluft 6 beliebig gedrosselt werden kann. Die Austrittsöffnungen 11 sind in einer Weise abgedeckt, die einerseits den freien Austritt der Raumluft 7 gestattet, andererseits die durch Windbewegungen hervorgerufenen Staudrücke auf die Austrittsöffnungen 11 unwirksam macht.
Bei dem beschriebenem Beispiel erfolgt der Antrieb für die Luftbewegungen in der Vorrichtung einerseits durch Auftrieb; die wärmere Raumluft 7 steigt nach oben und die kältere Außenluft 6 fällt nach unten. Zusätzlich angetrieben werden die Luftströmungen durch Staudrücke der Windbewegungen. Die Staudrücke können sich an der Eintrittsöffnung der Außenluft 8 voll als Antrieb für die Bewegung des Luftstromes 6 auswirken, während die Wirkung der Staudrücke auf die Auslaßöffnungen 11 der Raumluft 7 durch Abdeckung verhindert wird.
Die Fig. 2 zeigt die prinzipiellen Temperaturverläufe der Außenluft 6 und der Raumluft 7 beim Durchströmen der Vorrichtung. Während die eintretende Außenluft erwärmt wird, kühlt sich die austretende Raumluft ab. Wie stark dieser Effekt auftritt, hängt von den Einzelheiten der konstruktiven Ausführung der Vorrichtung ab.
- Leerseite -

Claims (13)

  1. .Cl-
    Schutzansprüche
    1 . Vorrichtung zum - Austausch von Wärmeenergie zwischen Luftströmen, dadurch gekennzeichnet, daß dadurch Lüftungs-
    WERNER G. K. LANGE - !M. GINSTERBUSCH 7 - 2OOO HAMBURG
    wärmeenergie bei Gebäuden, die nicht mit einer zentralen Lüftungs- oder Klima-Anlage ausgestattet sind, zurückgewonnen wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Lamellenwärmeaustauscher ausgebildet ist .
  3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmeaustauscher das Gleichstromprinzip verwendet wird.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmeaustauscher das Querstromprinzip verwendet wird.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmeaustauscher das Kreuzstromprinzip verwendet wird.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Auftriebskräfte für die Bewegungen der Luftströme verwendet werden.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Winddrücke für die Bewegungen der Luftströme verwendet werden.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströme mit Hilfe von Ventilatoren transpotiert werden.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß für die Drosselung der Luftmenge eine oder mehrere Drosselklappen vorgesehen sind.
  10. TO. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Optimierung der Wärmerückgewinnung mit Hilfe von Micro-Prozessoren vorgenommen wird.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau in Außenfensterelemente erfolgt .
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau in Außentürelemente erfolgt.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau in Außenwandelemente erfolgt.
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