DE8019601U1 - Einrichtung zur belueftung eines raumes - Google Patents

Description

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CH-4147 Aesch |

Anwaltsakte 694-47 De|

Datum 25.8.198il

"Einrichtung zur energienutzenden Belüftung eines Raumes"

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur energienutzenden Be- ^!; lüftung eines auf seiner Wetteraußenseite eine Außen- und raum- .'; innenseitig eine Innenverglasung aufweisenden Raumes über einen j Abluft- und einen Frischluftkanal, wobei der Abluftkanal raum- ^j innenseitig eine Abluft-Ansaugöffnung und an der Wetteraußen- || seite eine Abluft-Austrittsöffnung und der Frischluftkanal an "* der Wetteraußenseite eine Frischluft-Ansaugöffnung und rauminnenseitig eine Frischluft-Austrittsöffnung aufweisen und die Medien
beider Kanäle über einen gemeinsam durchströmten Wärmeaustauscher
in wärmeübertrangeder Verbindung stehen.

Bei dieser bekannten Einrichtung wird über ein Ansauggebläse
unterhalb der Verglasung unmittelbar aus dem zu belüftenden Raum
Abluft angesaugt, die nach Durchströmen des Wärmeaustauschers
zur Wetteraußenseite geblasen wird, über ein zweites Ansauggebläse wird Frischluft von der Wetteraußenseite angesaugt, die
nach Durchströmen des genannten Wärmeaustauschers in den zu belüftenden Raum gedrückt wird. Frischluft- und Abluft-Kanal sind
somit absolut getrennt voneinander angeordnet, wobei die in der
Abluft enthaltene Wärme über den Wärmeaustauscher in die angesaugte Frischluft abgegeben werden kann.

Durch diese Wärmerückgewinnung wird der Energieverlust beim Lüften des Raumes verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte vorbekannte Einrichtung so zu verbessern, daß sie sich den verschiedenen Bedürfnissen während eines gesamten Jahres in einfacher und energiesparender Weise anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

a) Außen- und Innenverglasung bilden in an sich bekannter Weise einen Luftkanal, der abströmseitig an die Abluft-Ansaugöffnung angeschlossen ist;

b) an den Abluftkanal oder den Frischluftkanal ist in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher ein über ein erstes steuerbares Verschließorgan bzw. absperrbarer Bypass angeschlossen, der unmittelbar zu der wetteraußenseitig liegenden Abluft-Austrittsöffnung bzw. einer zweiten rauminnenseitig liegenden Frischluft-Austrittsöffnung führt;

c) an den Abluftkanal ist in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmeaustauscher ein Umluftkanal angeschlossen, der über eine Umluft-Austrittsöffnung rauminnenseitig mündet;

d) im Anschlußbereich des Umluftkanals am Abluftkanal ist ein zweites steuerbares Verschließorgan vorgesehen, durch das der Abluftkanal oder der Umluftkanal absperrbar sind;

e) der Durchströmwiderstand des Wärmeaustauschers ist für die Abluft größer als der des Bypass, wenn das erste Verschließorgan vollständig geöffnet ist;

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f) in dem Abluftkanal ist ein Gebläse angeordnet.

Erfindungsgemäß kann somit der Wärmeaustauscher entweder von dem Abluftkanal über einen Bypass, oder aber von dem Frischluftkanal über einen Bypass umgangen werden. Bei der ersteren dieser beiden Alternativen strömt bei vollständig geöffnetem ersten Verschließorgan die aus dem Luftkanal abgesaugte Abluft unmittelbar und vollständig zur Wetteraußenseite, während bei der zweiten Alternative bei vollständig geöffnetem ersten Verschließorgan die von der Wetteraußenseite ankommende Frischluft unmittelbar in den zu belüftenden Raum strömt. Diese letztere Alternative ist gegenüber der ersten Alternative schalltechnisch nachteilig, da der Weg von der Wetteraußenseite zu dem zu belüftenden Raum erheblich kürzer ist.

Bei beiden Alternativlösungen kann durch Schließung des Bypasses die in der Abluft enthaltene Wärmeenergie genutzt werden. Um noch feinere Einstellungsmöglichkeiten zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn das erste und/oder zweite Verschließorgan den jeweiligen Strömungsquerschnitt auch nur teilweise abzuschließen vermag.

Es kann zweckmäßig sein, im Frischluftkanal ein Zusatzgebläse anzuordnen. Ist der Bypass im Frischluftkanal vorgesehen (zweite Alternative), so muß das Zusatzgebläse in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher angeordnet sein. Das im Abluftkanal vorgesehene Gebläse muß in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher liegen, wenn der Bypass im Abluftkanal vorgesehen ist (erste Alternative).

Zur Erleichterung der Montage ist es vorteilhaft, wenn alle Kanäle und Aggregate in einer Lüftungsbox zusammengefaßt sind, die unterhalb der Verglasung angeordnet ist und die verschiedene Luftansaug- bzw. -austrittsöffnungen aufweist.

Der Wirkungsgrad der neuen Einrichtung läßt sich dann besonders steigern, wenn der Abstand zwischen Außen- und Innenverglasung in an sich bekannter Weise nur so groß ist, daß sich im Luftkanal eine definierte, weitgehend laminare Luftströmung einstellt.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung sowie die mit dieser Einrichtung erzielten Vorteile werden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert:

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen zu belüftenden
Raum mit Verglasung und Lüftungsbox;

Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt gemäß der Ii Linie A-Am Figur 1 durch die Lüftungsbox *;

(Alternative 1) und _;v

Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform (Alternative 2) | in einer Darstellung gemäß Figur 2. ϊ

Ein zu belüftender Raum 1 weist auf seiner Wetteraußenseite 2 % eine Außenverglasung 3 und rauminnenseitig eine Innenverglasung 4 J-auf. Außen- und Innenverglasung bilden zwischen sich einen Luft- $

kanal 5. Dabei ist der Abstand a zwischen Außen- und Innenver- $ glasung nur so groß gewählt, daß die aus dem Raum 1 oben in den
Luftkanal 5 einströmende Raumluft 6 im Luftkanal 5 eine definierte, weitgehend laminare Luftströmung bildet. ';'

Zur Belüftung des Raumes 1 sind ein Frischluftkanal 7 sowie ein |j Abluftkanal 8 vorgesehen. Letzterer weist rauminnenseitig eine
Abluft-Ansaugöffnung 8a und an der Wetteraußenseite 2 eine
Abluft-Austrittsöffnung 8b auf. Der Frischluftkanal 7 weist an
der Wetteraußenseite 2 eine Frischluft-Ansaugöffnung 7a und rauminnenseitig eine Frischluft-Austrittsöffnung 7b auf. Die Medien
der beiden genannten Kanäle 7,8 stehen über einen gemeinsam
durchströmten Wärmeaustauscher 9 in wärmeübertragender Verbindung.

Der durch die Verglasung 3,4 gebildete Luftkanal 5 ist abströmseitig an die Abluft-Ansaugöffnung 8a angeschlossen. Ferner ist an den Abluftkanal 8 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher 9 ein Bypass 10 angeschlossen, der über ein erstes steuerbares Verschließorgan 11 ganz oder teilweise absperrbar ist und unmittelbar zu der wetteraußenseitig liegenden Abluft-Austrittsöffnung 8b führt. Ferner ist an den Abluftkanal 8 in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmeaustauscher 9 ein Umluftkanal 12 angeschlossen, der über eine Umluft-Austrittsöffnung 12b rauminnenseitig mündet. Im Anschlußbereich des Umluftkanals 12 am Abluftkanal 8 ist ein zweites steuerbares Verschließorgan 13 vorgesehen, durch das der Abluftkanal 8 oder der Umluftkanal 12 ganz oder teilweise absperrbar sind.

Der Durchströmwiderstand des Wärmeaustauschers 9 ist für die Abluft größer als der des Bypass 10, wenn das erste Verschließorgan 11 vollständig geöffnet ist.

Im Frischluftkanal 7 ist in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher 9 ein Zusatzgebläse 14 angeordnet, das nur bei bestimmten Druckverhältnissen unbedingt erforderlich und daher nur gestrichelt dargestellt wurde. Im Abluftkanal 8 ist in Strömungsrichtung gesehen vor dem Bypass 10 ein Gebläse 15 angeordnet.

Figur 2 läßt erkennen, daß - mit Ausnahme des Luftkanals 5 alle Kanäle und Aggregate in einer Lüftungsbox 16 zusammengefaßt sind, die unterhalb der Verglasung 3,4 angeordnet ist und die verschiedenen Luftansaug- und -austrittsöffnungen aufweist.

Figur 3 zeigt eine zweite erfinderische Lösung. Anstelle des gemäß Figur 2 im Abluftkanal vorgesehenen Bypass 10 ist hier im Frischluftkanal 7 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaus-

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tauscher 9 ein Bypass 18 angeordnet, der über eine zweite rauminnenseitig liegende Frischluft-Austrittsöffnung 7c unmittelbar in den zu belüftenden Raum 1 mündet. Dieser Bypass 18 ist über ein erstes steuerbares Verschließorgan 17 verschließbar.

Die Wirkungsweise und die vielseitigen Anpassungsmöglichkeitsn der neuen Einrichtung gemäß Figur 2 werden nachfolgend für bestimmte Betriebszustände erläutert:

a) Winterbetrieb (Raum 1 ist nicht bewohnt; Frischluftversorgung ist daher nighp' notwendig)

Die warme Raumluft 6 wird von dem Gebläse 15 durch den Luftkanal 5 hindurch angesaugt. Durch das erste Verschließorgan 11 ist der Bypass 10 vollständig verschlossen (ausgezogene Position in Figur 2), während durch das zweite Verschließorgan 13 die Abluft-Austrittsöffnung 8b vollständig verschlossen ist (gestrichelte Darstellung in Figur 2). Daher fließt die Raumluft 6 durch den Abluftkanal 8, den Wärmeaustauscher 9 und den Umluftkanal 12 durch die Umluft-Austrittsöffnung 12b wieder in den Raum 1 zurück. Ist im Frischluftkanal 7 kein Zusatzgebläse vorgesehen bzw. wird ein vorgesehenes Zusatzgebläse nicht eingeschaltet, erfolgt keine Ansaugung von Frischluft, da aufgrund der vorausgesetzten Temperaturverhältnisse an der Frischluftkanal-Ansaugöffnung 7a kein Unterdruck herrscht.

Ist Sonnenbestrahlung vorhanden, gibt die Außenverglasung 3 die durch die Sonnenbestrahlung aufgenommene Wärmeenergie an die durch den Luftkanal 5 strömende Raumluft 6 ab die entsprechend aufgewärmt wird. Dadurch kann die üblicherweise vorgesehene Heizanlage entlastet werden, wenn eine entsprechende Thermostat-Steuerung vorgesehen ist.

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Ist keine Sonneneinstrahlung vorhanden, wird aufgrund der im Luftkanal 5 gebildeten laminaren Luftströmung im Fensterbereich der K-Wert, also die Isolation erheblich verbessert.

b) Winterbetrieb (Außentemperatur niederiger als + 5° C)

Die Ansaugung der Raumluft 6 erfolgt wie vorstehend unter Ziffer a) erläutert. Das erste Verschließorgan 11 riegelt den Bypass 10 vollständig ab (ausgezogene Position in Figur 2), während das zweite Verschließorgan 13 den Umluftkanal 12 vollständig abschließt (ausgezogene Position in Figur 2). Die angesaugte Raumluft durchströmt daher den Abluftkanal 8 und den Wärmeaustauscher 9 und wird über die Abluft-Austrittsöffnung 8b zur Wetteraußenseite abgeblasen. Durch das Absaugen der Raumluft 6 entsteht in dem zu belüftenden Raum 1 ein Unterdruck, der in der Regel ausreicht, Frischluft über die Frischluft-Ansaugöffnung 7a von der Wetteraußenseite anzusaugen. Für den Fall, daß Türen des Raumes 1 häufiger geöffnet werden oder aber nicht dicht genug abschließen, empfiehlt sich der Einbau eines Zusatzgebläses 14 im Frischluftkanal 7, um so eine zwangsmäßige Frischluftversorgung sicherzustellen.

Die angesaugte Frischluft gelangt durch den Wärmeaustauscher 9 wo sie die von der Abluft abgegebene Wärme übernimmt. Im Wärmeaustauscher wird der Abluft die Wärme bis auf ca. 4° C entzogen. Die so erwärmte Frischluft gelangt über die Frischluft-Austrittsöffnung 7b in den Raum 1. Dabei wäre es grundsätzlich möglich, die hier austretende Frischluft mittels Heizkörpern auf die gewünschte Raumtemperatur aufzuwärmen.

Als Vorteil dieser Disposition ergibt sich die Abführung der verbrauchten Raumluft nach Wärmeentzug sowie die Zufuhr aufgewärmter Frischluft.

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c) Winter- /Sommer-Betrieb

Durch Sonneneinstrahlung kann die in der Verglasung aufgenommene Energie zu überhöhten Raumtemperaturen führen. Wird das in Figur 2 in vollständiger Verschließstellung dargestellte erste Verschließorgan 11 nur etwas geöffnet, kann ein Teil der aus dem Luftkanal 5 angesaugten Raumluft 6 ohne Wärmeentzug direkt über die Abluft-Austrittsöffnung 8b zur Wetteraußenseite strömen. Es wird dann also nur ein Teil der angesaugten Raumluft 6 über den Wärmeaustauscher 9 geleitet und strömt von dort über die Abluft-Austrittsöffnung 8b ins Freie,

Man erhält so eine stufenlose Regulierung der Energienutzung.

d) Sommer-Betrieb (keine Wärmerückgewinnung)

Durch vollständige öffnung des ersten Verschließorganes 11 (gestrichelte Darstellung in Figur 2)wird die angesaugte Raumluft 6, die im Luftkanal 5 stark aufgeheizt worden ist, direkt, also unter Umgehung des Wärmeaustauschers 9, zur Wetteraußenseite abgeführt. Der Luftdurchgangswiderstand im Wärmeaustauscher 9 beträgt ca. 3 bis 5 mm Wassersäule, so daß bei vollständig geöffnetem ersten Verschließorgan 11 praktisch keine Raumluft durch den Wärmeaustauscher 9 strömt. Durch diese Anordnung wird die Behaglichkeit hinter der besonnten Verglasung erhöht. Außerdem kann bei der genannten Stellung des ersten Verschließorgans 11 die Lüftungseinrichtung nachts auch zur Auskühlung der Räume, insbesondere von Büros, verwendet werden.

Gr/Gru.

Claims (5)

1. Einrichtung zur energienutzenden Belüftung eines auf seiner Wetteraußenseite eine Außen- und rauminnenseitig eine Innenverglasung aufweisenden Raumes über einen Abluft- und einen Frischluftkanal, wobei der Abluftkanal rauminnenseitig eine

I Abluft-Ansaugöffnung und an der Wetteraußenseite eine Ab-

p. luft-Austrittsöffnung und der Frischluftkanal an der Wetter-

j: außenseite eine Frischluft-Ansaugöffnung und rauminnenseitig

! eine Frischluft-Austrittsöffnung aufweisen und die Medien

I beider Kanäle über einen gemeinsam durchströmten Wärmeaus-

■ tauscher in wärmeübertragender Verbindung stehen,

^; gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Außen- und Innenverglasung (3,4) bilden in an sich bekannter Weise einen Luftkanal (5), der abströmseitig an die Abluft-Ansaugöffnung (8a) angeschlossen ist;

b) an den Abluftkanal (8) oder den Frischluftkanal (7) ist in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmeaustauscher (9) ein über ein erstes steuerbares Versichließorgan (11 bzw. 17) absperrbarer Bypass (10 bzw. 18) angeschlossen, der

unmittelbar zu der wetteraußenseitig liegenden Abluft-Austrittsöffnung (8b) bzw. einer zweiten rauminnenseitig liegenden Frischluft-Austrittsöffnung (7c) führt;

c) an den Abluftkanal (8) ist in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmeaustauscher (9) ein Umluftkanal (12) angeschlossen, der über eine Umluft-Austrittsöffnung (12b) rauminnenseitig mündet;

d) im Anschlußbereich des Umluftkanals (12) am Abluftkanal (8) ist ein zweites steuerbares Verschließorgan (13) vorgesehen, durch das der Abluftkanal (8) oder der Umluftkanal (12) absperrbar sind;

e) der Durchströmwiderstand des Wärmeaustauschers (9) ist für die Abluft größer als der des Bypass (10 bzw. 18), wenn das erste Verschließorgan (11 bzw. 17) vollständig geöffnet ist;

f) in dem Abluftkanal (8) ist ein Gebläse (15) angeordnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (11 bzw. 17) und/oder zweite (13) Verschließorgan den jeweiligen Strömungsquerschnitt auch nur teilweise abzuschließen vermag.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Frischluftkanal (7) ein Zusatzgebläse (14) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kanäle (7,8,10, 12,18) und

Aggregate (9,11,13,14,15,17) in einer Lüftungsbox (16) zusammengefaßt sind, die unterhalb der Verglasung (3,4) angeordnet ist und die verschiedene Luftansaug- bzw. -austrittsöffnungen (7a,7b,7c,8a,8b,12b) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen Außen- und Innenverglasung (3,4) in an sich bekannter Weise nur so groß ist, daß sich im Luftkanal (5) eine definierte, weitgehend laminare Luftströmung einstellt.

sntanwä.

G r i|m in + Lins
Gr/Gru.