DE4104423C2 - Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher - Google Patents
Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem WärmespeicherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem
Wärmespeicher zur Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft beheizter Räume
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für bewohnte, beheizte Räume ist aus hygienischen und bauphysikalischen
Gründen ein ausreichender Wechsel von Raumluft gegen Frischluft erforder
lich. Da der Luftwechsel überwiegend durch das Öffnen der Fenster herbei
geführt werden muß, dieses aber in der kalten Jahreszeit zu einem hohen
Wärmeverlust und zu einer unangenehmen, starken Abkühlung der Raumluft
führt, werden die Fenster vielfach nicht oft oder lange genug geöffnet.
Infolge eines zu geringen Luftaustausches wird der in den Räumen von der
Luft aufgenommene Wasserdampf nicht abgeführt; es kann zu Bauschäden durch
Tauwasserniederschlag an den kühlen Raumumschließungsflächen kommen.
Die Wärmerückgewinnung aus der Abluft soll den sonst bei der Belüftung
beheizter Räume entstehenden Wärmeverlust weitgehend verhindern, den
Bewohnern die Möglichkeit bieten, Heizenergie einzusparen und trotzdem die
Räume ausreichend zu belüften und vor Bauschäden durch Tauwassernieder
schlag zu schützen.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Aufgabe rotierende Wärmeaustauscher,
Wasser- Umlaufsysteme, Kapillarventilatoren, Wärmepumpen, Plattenwärme
austauscher oder Wärmerohre einzusetzen. Diese Geräte sind aber groß und
teuer, benötigen selbst viel Energie oder haben nur einen geringen Enthal
pieaustauschgrad. Sie haben zudem getrennte Zuluft- und Abluftkanäle.
In der WO 85/00 879 wird für die Wärmeübertragung zwischen Gasströmen
die Verwendung von Polyätherimid als Speichermaterial für Wärmeaustauscher
vorgeschlagen. Die beschriebenen, plattenförmigen Speicherelemente besitzen
jedoch keine Einschnitte oder Unterteilungen zur Unterbrechung der Wärme
ableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers.
Aus dem DE-GM 69 37 165 ist ein durch Einkerbungen in Zonen unterteilter,
aus Metalltaschen oder Metallhohlzylindern bestehender und mit Wasser
gefüllter Wärmespeicher bekannt. Die Einkerbungen sollen die Speichermasse
(das Wasser) in Zonen unterteilen, um einen Ausgleich der erzielten
Speichertemperaturen zu vermeiden. Diese Unterteilung hat aber keine
wesentliche Auswirkung, da die Wärmeableitung von der warmen zur kalten
Seite der Metalltaschen infolge der viel höheren Wärmeleitzahl von Metall
über die Metallwandung erfolgt.
In der DE 36 13 942 C2 wird ein Wärmespeicher beschrieben, dessen in
geringem Abstand voneinander angeordnete, plattenförmige Speicherelemente
zur Unterbindung der Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des
Wärmespeichers mit Einschnitten versehen sind. Eine vollständige Unter
brechung der Wärmeableitung wird hierdurch aber nicht erreicht.
In der DE 36 13 942 C2 wird auch die Verwendung eines elektronischen Takt
gebers zur Umschaltung der Drehrichtung des Ventilators vorgeschlagen.
Handelsübliche elektronische Taktgeber haben ein elektronisches Zeit
werk für die Impulssteuerung und ein Relais mit mechanischen Kontakten,
z. B. ausgeführt als Wechsler, im Ausgang. Sie schalten direkt und ohne
Pause den Ventilator von der einen Drehrichtung in die entgegengesetzte
Drehrichtung um, was zu einer hohen Belastung sowohl des Ventilators als
auch der Relaiskontakte führt. Solche Taktgeber haben, bedingt durch die
hohe Benutzungsdauer solcher Anlagen und die sich aus der Schalthäufigkeit
ergebenden Belastung der mechanischen Kontakte keine ausreichend hohe
Lebensdauer.
Aus der DE 12 323 A1 ist ein Steuergerät mit einem steuerbaren Leistungs
halbleiter, (Triacs) insbesondere zur Klimaregelung bekannt, bei dem eine zusätzliche
Wärmequelle so ansteuerbar ist, daß sie den Schwankungen der Verlust
leistung des Leistungshalbleiters temperaturkompensierend entgegenwirkt.
Dieses Steuergerät eignet sich aber nicht für den Reversierbetrieb mit
Umschaltpausen und die Drehzahlsteuerung eines Ventilators, auch dann
nicht, wenn, wie in der DE 21 48 280 B2 beschrieben, die Ein- und Ausschaltung
des damit verbundenen Motors im Stromnulldurchgang erfolgen würde.
Bekannt ist weiterhin, vor Ventilatoren Filter anzuordnen, lösbare Steck
verbindungen vorzusehen und Innen- Luftgitter mit Verriegelungsschaltern
zu kombinieren.
In der GB 14 89 461 ist eine Lüftungs- Vorrichtung mit gewellten Wärme
trägerplatten beschrieben, bei der die an den Enden der Platten ange
brachten Thermostaten bei Erreichen einer eingestellten Sollwerttemperatur
über ein Relais einen Ventilator einschalten. Die Wärmeträgerplatten sind
sehr lang und nicht unterteilt. Der Ventilator wird von handelsüblichen
Thermostaten über ein Relais stets mit voller Drehzahl und ohne Umschalt
pausen geschaltet.
Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
Betrieb einer Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher
betriebssicherer zu machen, die Lebensdauer des Ventilators zu verlängern,
den Enthalpieaustauschgrad zwischen Abluft und Frischluft zu verbessern
und sowohl die Herstellung als auch die Reinigungsmöglichkeit des Wärme
speichers zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Einrichtungen durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß Entlüftungs- und Belüftungsanlagen mit einem Wärmespeicher, die in
Außenwänden üblicher Stärke installiert werden können, noch betriebs
sicherer werden und die Wärme aus der Abluft beheizter Räume mit besserem
Enthalpieaustauschgrad auf die Frischluft übertragen, wodurch höhere
Energie- und Heizkostenersparnisse erzielt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung vereinfacht dargestellt:
Der aus plattenförmigen Speicherelementen bestehende Wärmespeicher 6 ist
in mehrere, voneinander getrennte Teilspeicher 7 aufgeteilt, die mit
kleinen Abständen hintereinander in die miteinander verbundenen Seitenteile
5 eingesetzt sind; sie können ohne Werkzeug herausgenommen werden. Durch
die Aufteilung in mehrere, voneinander getrennte Teilspeicher 7 wird die
Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers 6 unter
bunden; die Herstellung und die Reinigung der Teilspeicher 7 ist einfacher.
Zur Schaltung und Steuerung des Ventilators 2 ist vor jede der zwei Motor
wicklungen je ein Triac geschaltet und mit einer entsprechenden
elektronischen Steuereinrichtung 10 verbunden, die jeden der beiden Triacs
8 und 9 getrennt, abwechselnd so ansteuert, daß der Ventilator mit kleinen
Umschaltpausen nach einer an der elektronischen Steuereinrichtung 10
einstellbaren, veränderlichen Zeit die Drehrichtung ändert und die beiden
Triacs 8, 9 auch als Steuerelemente für die stufenlose Drehzahlsteuerung
des Ventilators 2, z. B. durch eine Phasenanschnittsteuerung, nutzt.
Durch die Möglichkeit, die jeweiligen Einschaltzeiten des Ventilators 2
zu verändern, können die Luftmenge des Ventilators 2 pro Wechsel und das
Wärmespeichervermögen des Wärmespeichers 6, d. h. die Plattenoberfläche,
die Speichermasse und die Bautiefe des Wärmespeichers 6 so aufeinander
abgestimmt werden, daß ein optimaler Enthalpieaustauschgrad zwischen Abluft
und Frischluft erreicht wird.
Die stufenlose Drehzahlsteuerung ermöglicht es dem Nutzer der Anlage, die
Frischluft- und Abluftmenge eines Raumes dem jeweiligen Bedarf anzupassen.
Zwischen Innenluftgitter 1 und Ventilator 2 wird ein Luftfilter 3 ange
ordnet. Der Verriegelungsschalter 4 am Innenluftgitter 1 und der Ventilator
2 sind über Steckanschlüsse und eine flexible Leitung mit dem Elektro
anschluß des Gerätes verbunden. Die zwei Seitenteile 5 sind miteinander
verbunden; sie tragen den Ventilator 2 und den Wärmespeicher 6; sie sind
in den Lüftungskanal nur eingeschoben und können nach dem Abziehen des
Innenluftgitters 1 und Lösen der Steckverbindungen ohne Werkzeug aus dem
Lüftungskanal entnommen werden.
Claims (2)
1. Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher aus platten
förmigen Speicherelementen und einem in der Drehzahl steuerbaren
Ventilator zur Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft beheizter
Räume, gekennzeichnet durch
einen Wärmespeicher (6), zusammengesetzt aus mehreren Teilspeichern (7), deren plattenförmige Speicherelemente in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und die zur Unterbrechung der Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers (6) mit Abständen hintereinander in zwei miteinander verbundene Seitenteile (5) eingesetzt sind, aus denen sie ohne Werkzeug einzeln wieder entnommen werden können und die dem Ventilator (2) so zugeordnet sind, daß jeweils abwechselnd die Abluft und die Frisch luft zwischen den Speicherelementen hindurchströmt,
und eine elektronische Steuereinrichtung (10), die jeden der zwei vor die Motorwicklungen des Ventilators (2) geschalteten Triacs mit kleinen Umschaltpausen und veränderbaren Einschaltzeiten getrennt, abwechselnd und mit stufenlos steuerbarer Leistungssteuerung, für die Drehrichtungsänderung und die stufenlose Drehzahlsteuerung des Ventilators (2) ansteuert.
einen Wärmespeicher (6), zusammengesetzt aus mehreren Teilspeichern (7), deren plattenförmige Speicherelemente in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und die zur Unterbrechung der Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers (6) mit Abständen hintereinander in zwei miteinander verbundene Seitenteile (5) eingesetzt sind, aus denen sie ohne Werkzeug einzeln wieder entnommen werden können und die dem Ventilator (2) so zugeordnet sind, daß jeweils abwechselnd die Abluft und die Frisch luft zwischen den Speicherelementen hindurchströmt,
und eine elektronische Steuereinrichtung (10), die jeden der zwei vor die Motorwicklungen des Ventilators (2) geschalteten Triacs mit kleinen Umschaltpausen und veränderbaren Einschaltzeiten getrennt, abwechselnd und mit stufenlos steuerbarer Leistungssteuerung, für die Drehrichtungsänderung und die stufenlose Drehzahlsteuerung des Ventilators (2) ansteuert.
2. Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher nach Anspruch
1, gekennzeichnet durch die zu einer Einheit verbundenen Seitenteile (5)
mit dem Ventilator (2) und dem Wärmespeicher (6), die nach dem Abziehen
des Innenluftgitters (1) zusammen ohne Werkzeug aus dem Lüftungskanal
entnommen werden können.
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