EP0938638A1 - Ansaug- und filtersystem zur gewinnung und aufbereitung von frischluft - Google Patents

Ansaug- und filtersystem zur gewinnung und aufbereitung von frischluft

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EP0938638A1
EP0938638A1 EP98948917A EP98948917A EP0938638A1 EP 0938638 A1 EP0938638 A1 EP 0938638A1 EP 98948917 A EP98948917 A EP 98948917A EP 98948917 A EP98948917 A EP 98948917A EP 0938638 A1 EP0938638 A1 EP 0938638A1
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EP
European Patent Office
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air
intake
filter system
collecting container
filter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98948917A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peer WÜSCHNER
Harald Peppert
Hans-Dieter Reinke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bionic Geotherm Systeme AG IG
Original Assignee
Bionic Geotherm Systeme AG IG
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Publication date
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Application filed by Bionic Geotherm Systeme AG IG filed Critical Bionic Geotherm Systeme AG IG
Publication of EP0938638A1 publication Critical patent/EP0938638A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the invention relates to an intake and filter system for the extraction and treatment of fresh air with an air delivery device arranged in the ground, consisting of at least one air collection container and in each case at least one air intake device connected to it in an air-conducting manner. At least the air collection container is surrounded by a permeable filter layer made of solid particles, the filter layer being limited in the direction of the earth's surface by a layer of lower permeability.
  • Air conditioning systems of this type heat or cool, in particular, air in rooms within buildings.
  • desired air humidity in the rooms can be achieved with air conditioning systems. Both cooling and heating as well as setting the desired humidity result in very high energy consumption.
  • the air conditioning devices mentioned must be serviced at regular intervals, in particular cleaned and replaced with new filters for the preparation and treatment of the intake outside air or the air circulating in the system.
  • the air conveyed in this way has a high level of humidity, since it is conveyed on the one hand in the area of the groundwater and, on the other hand, rainwater and dew penetrate the soil from the earth's surface. It is also known that such a soil composition, in particular a gravel bed, serves as a germ and pollen filter.
  • An intake and filter system for obtaining and processing fresh air has at least one open container for liquids under an air collection container in the direction of the air collection container.
  • This advantageously creates an artificial groundwater level that is capable of storing liquids at a predetermined depth and at a predetermined distance from the air collection container.
  • the stored liquids can be penetrating rain or condensation water, but also process water and process water that is deliberately filled in to ensure that the filter layer surrounding the air collection container is adequately moisturized.
  • the suction and filter system according to the invention is therefore not dependent on the given soil and groundwater conditions during installation. Expensive additional aids such as groundwater pumps can be dispensed with.
  • Air collection container is tubular and / or box-shaped and has a plurality of inlet openings. It extends approximately horizontally in the filter layer. Such an arrangement and configuration of the air collection container ensures that sufficiently large air volumes can be sucked in from the surrounding filter layer.
  • the collecting container extends over at least the entire length or width of the air collecting container. It is located at a depth of approx. 2 - 5 m, measured from the surface of the earth, and the distance between the air collecting container and the collecting container is 0.2 - 2 m.
  • the collecting container consists of a liquid-impermeable film, in particular a so-called pond film.
  • a liquid-impermeable film in particular a so-called pond film.
  • the collecting container can be filled with liquids directly from the outside. This ensures that the system according to the invention remains functional even when there is a lack of liquids such as rain or condensation. Furthermore, the collecting container according to the invention can have a mechanical and / or electronic liquid indicator, so that liquid can be refilled in good time before the filter layer dries out or is insufficiently moistened. In a further advantageous embodiment of the invention, the system is also laterally surrounded by an impermeable layer. This ensures that liquid or gaseous contaminants can be kept out of a predefined area of the filter layer.
  • the air intake device is connected in an air-conducting manner to at least one ventilation device, the ventilation device having a heat exchanger and in the heat exchanger at least one supply line for the air conveyed by the air conveying device to the rooms to be heated and at least one discharge line for the heated ones Exhaust air flowing is arranged.
  • the heat exchanger there is a transition from thermal energy from the exhaust air to the fresh air conveyed by the ventilating conveyor device.
  • at least one heat pump for heating domestic water is connected downstream of the heat exchanger. This ensures that the residual heat of the exhaust air can continue to be used after flowing through the heat exchanger.
  • the heat pump consists of an evaporator arranged in the discharge line, a pump, a condenser and a heat accumulator.
  • the residual heat from the exhaust air is removed via the evaporator arranged in the discharge line and released to the heat accumulator via the condenser.
  • the heat store is advantageously filled with process water.
  • at least one additional heating element can be arranged on or in the heat accumulator, as a result of which a desired hot water temperature can be achieved and maintained in the heat accumulator even if the heat pump is not sufficiently powerful.
  • a supply line for fresh air arranged in the ventilation device has a reheater, the reheater as an element of a closed one Water circuit, consisting of a line leading to the heat accumulator, a power section arranged in the heat accumulator and a line leading away from the heat accumulator.
  • the heat store is also connected in a liquid-conducting manner via lines to a solar system for heating service water. This in turn ensures that if the heat pump does not have sufficient energy, the required thermal energy can be supplied to the heat store via the solar system.
  • this has various control devices.
  • This includes a first control device with several
  • Control positions for controlling the course of at least part of the discharge into the heat exchanger or past it and / or into the supply line of the fresh air are formed. This ensures, among other things, that the heated exhaust air does not get into the heat exchanger, so that the cooler fresh air is not heated further. This is particularly advantageous at high outside temperatures.
  • the first control device can be designed so that in a control position the exhaust air past the heat exchanger directly to the heat pump or the
  • Evaporator of the heat pump is steered. This ensures that the entire thermal energy of the exhaust air is available for heating domestic water in the heat accumulator if required.
  • This control position can be designed as a priority circuit so that there is always a sufficiently large amount of heated service water available.
  • a further control device is provided with a first and a second control position for controlling the course of at least some of the supply air emerging from the heat exchanger into the rooms and / or into the discharge of the used air. By redirecting part of the already heated supply air into the discharge of the likewise heated supply air, the air mixture is further heated. This air mixture is then transferred into the feed line via the first control device, so that this mixture passes through the heat exchanger again and is further heated. This ensures faster heating of the supply air.
  • this has a fifth control device, likewise with a first and a second control position, which enables control of the course of at least some of the exhaust air emerging from the heat exchanger into an exhaust air line and / or into the fresh air supply line .
  • This makes it possible to reintroduce the relatively dry and already cooled exhaust air into the supply air circuit if necessary, thus creating a relatively cooler and drier air mixture that is then directed into the appropriate rooms.
  • the existing control devices are controlled centrally by a control device. This ensures optimal coordination of the individual control devices with one another and with one another, so that maximum energy savings result.
  • Figure 1 is a schematic representation of the intake and filter system according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the intake and filter system according to the invention with one connected to it
  • Figure 3 another embodiment of the suction and filter system according to the invention with a ventilation device connected to it.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an intake and filter system 10 for the extraction and treatment of fresh air.
  • the suction and filter system 10 comprises an air delivery device 12 which consists of a
  • Air intake devices 22 are connected in an air-conducting manner via an air intake line 19. It can be seen that the air collecting container 13 is surrounded by a permeable filter layer 62 and extends approximately horizontally in this filter layer 62.
  • the air collecting container 13 is tubular in the exemplary embodiment described and has a plurality of inlet openings 17 for the entry of the soil air.
  • the filter layer 62 usually has one or more of the following components: gravel, open-pore and coarse-grained lava rock, expanded clay, brick and ceramic split. Other air-permeable and liquid-absorbing solids are also suitable for producing the filter layer 62.
  • the filter layer 62 consists of 60 volume percent gravel and 40 volume percent lava rock.
  • the filter layer 62 is toward the surface of the earth a layer 60 of lower permeability is limited.
  • This layer usually consists of a layer of grass and / or humus.
  • Such a structure of the filter layer 62 and the overlying layer 60 has the effect that almost all air pollutants are filtered out and, in addition, correct humidification, preheating in winter and cooling in summer of the ground air flowing in from the outside is ensured.
  • a collecting container 15 for liquids which is open in the direction of the air collecting container 13, is arranged under the air collecting container 13.
  • the collecting container 15 extends over the entire length or width of the air collecting container 13 and beyond.
  • the collecting container 15 is in approx. 2 - 5 m deep, especially at a depth of 3 m from the surface of the earth.
  • the distance between the air collecting container 13 and the collecting container 15 is 0.2 -
  • the collecting container 15 can consist of any suitable liquid-impermeable material, in particular the collecting container 15 can be made of a liquid-impermeable film such as, for. B. consist of a pond liner.
  • the collecting container 15 is designed such that it can be filled with liquids directly from the outside.
  • a mechanical liquid indicator 64 is formed, which protrudes into the collecting container 15 and can be read above the layer 60.
  • Electronic liquid level indicators are also conceivable.
  • the intake and filter system 10 and the filter layer 62 is surrounded by a liquid-impermeable layer 66.
  • the protective layer 66 can also be gas impermeable, so that, for. B. radon contaminants are kept from the system 10.
  • the air supply into the filter layer 62 does not take place from the areas near the ground. Rather, air should then be drawn in from higher areas. This is achieved in that, on the one hand, the layer 60 is further compressed and, in addition, pipes leading into the filter layer 62 are arranged from the outside (not shown).
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the intake and filter system 10 with a connected ventilation device 14. It can be seen that the fresh or supply air obtained from the air intake and filter system 10 enters the ventilation device 14 via the air intake line 19 and the air intake device 22 .
  • the air extraction line 19 leads into the ventilation unit 14 via a supply line 18.
  • the ventilation device 14 has a heat exchanger 16, the feed line 18 for the air conveyed by the air conveying device 12 to the rooms 26 to be heated and a discharge line 20 for the exhaust air flowing from the heated rooms 26.
  • the heat exchanger 16 which is designed as a cross-flow heat exchanger, the transfer of thermal energy from the exhaust air to the air conveyed by the air conveying device 12 takes place.
  • the fan 22 arranged in the feed line 18 and a fan 24 arranged in the discharge line 20 ensure air circulation or air transport in the ventilation device 14.
  • the feed line 18 leads from the ventilation device 14 to one or more rooms 26 to be heated.
  • the heat exchanger 16 is followed in the discharge line 20 by a heat pump 30 for heating domestic water.
  • the heat pump 30 consists of an evaporator 32 arranged in the discharge line 20, a pump 34, a condenser 36 and a heat accumulator 38.
  • the heat accumulator 38 is filled with water, in particular service water. This process water is heated with the aid of the residual heat of the exhaust air, which still contains it after passing through the heat exchanger 16. The residual heat is removed from this air with the help of the evaporator 32 of the heat pump 30 and released via the condenser 36 to the process water of the heat accumulator 38. It is therefore an air-water heat pump in the embodiment shown.
  • the evaporator 32 and the pump 34 are usually arranged within the ventilation device 14.
  • the heat accumulator 38 which has a larger space requirement due to its volume, is formed outside the ventilation unit 14 in a separate unit. Suitable heat stores have a volume of at least 500 liters. The separate arrangement of the heat accumulator 38 makes it possible to make the central ventilation unit 14 relatively small.
  • a temperature sensor 70 is arranged on the heat accumulator 38
  • a heating element 40 is also arranged on or in the heat accumulator 38.
  • the heating element 40 usually consists of a heating cartridge with 2 KW power. In the event that the heat pump 30 does not provide enough energy to heat the process water in the heat accumulator 38, the heating element 40 can be actuated.
  • the heating system 10 has a solar system for heating domestic water 44, which is connected to the heat accumulator 38 via lines 46, 48 in a liquid-conducting manner.
  • the solar system 44 also makes it possible to generate additional thermal energy or already heated hot water to supply the heat accumulator 38 when required and to discharge it when the desired smoke water temperature is reached via the hot water discharge line 42.
  • a domestic hot water heater 41 having a hot water inlet 43 and a hot water discharge to be 42.
  • a temperature sensor 72 is disposed thereon.
  • a reheater 50 is arranged in the feed line 18 for the air flowing in from the air conveying device 12.
  • the reheater 50 is designed as an element of a closed water circuit consisting of a line 52 leading to the heat accumulator 38, a line section arranged in the heat accumulator 38 and a line 54 leading away from the heat accumulator 38.
  • the closed water circuit is operated by means of a controllable pump 57.
  • a connection line 56 is arranged within the water circuit, via which the heated water emerging from the heat accumulator 38 is fed back to the supply line 52 via a control switch arranged in the line 54 leading away, and further heating takes place in the heat accumulator 38.
  • the supply of heat to the reheater 50 can also be regulated.
  • the heating system 10 shown also has several control devices.
  • the ventilation device 14 thus assigns a first control device 74 with a plurality of control positions Control of the course of at least some of the exhaust air into or past the heat exchanger 16 and / or into the feed line 18 via a line branch 21.
  • the exhaust air is directed past the heat exchanger 16 directly to the heat pump 30 or the evaporator 32.
  • the complete thermal energy of the exhaust air from the rooms 26 is thus available for actuating the heat pump 30 and thus for heating the process water m the heat store 38.
  • This also has the advantage that when an adjustable room temperature of the rooms 26 is exceeded, the warm exhaust air is no longer passed through the heat exchanger 16 and thus the fresh air flowing into the rooms 26 is not unnecessarily heated. If there is also no need for hot service water, the warm exhaust air m in the second control position of the first control device can be discharged directly via the exhaust air line 58 by switching off the heat pump 30. Usually, however, this control position is designed as a priority circuit, so that domestic water heating is guaranteed at all times.
  • the heating system 10 has a second regulating device for regulating the hot water temperature and a third regulating device for regulating the temperature of the supply air conducted to the rooms 26 to be heated.
  • a fourth and fifth regulating device 76, 78 can also be seen.
  • the fourth regulating device 76 regulates, with a first and a second regulating position, the course of at least part of the supply air emerging from the heat exchanger 16 into the rooms 26 and / or m into the discharge line 20.
  • the fifth control device 78 controls, with a first and a second control position, the course of at least some of the exhaust air emerging from the heat exchanger 16 into an exhaust air line 58 and / or into the supply line 18.
  • the control device 78 is used in particular in areas where the outside air is very hot and humid and the floor can no longer provide the necessary cooling action. If necessary, the already very dry and cooled exhaust air is supplied again via the line section 23 to the supply line 18, so that relatively dry and cool fresh air is supplied to the rooms 26.
  • a volume flow controller 80 is also arranged in the feed line 18 and is used to regulate the amount of supply air or fresh air flowing into the rooms 26.
  • control devices can be controlled via a control device 68, in particular computer-controlled, and can be used both individually and in
  • the control devices and the rooms have temperature sensors to determine the required temperature data.
  • a temperature sensor 71 is arranged outside.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the intake and filter system 10 with the ventilation device 14 connected to it. It can be seen that in this embodiment, a plurality of reheaters 50 are arranged in the feed line 18. This makes it possible to individually air-condition each room 26.
  • the intake and filter system 10 can also serve as a cooling system for the rooms 26 at appropriate outside temperatures. For example, if the temperature of the outside air is +28 ° C, the temperature of the ground air conveyed by the air conveying device is only + 15 ° C. This air temperature is suitable to ensure cooling of rooms 26 in summer. As already described in more detail above, for such a cooling case, the warm exhaust air from the rooms 26 is directed past the heat exchanger 16 directly to the heat pump or the exhaust air line 58 by means of the second control position of the first control device.
  • the supply air conveyed by the air conveying device 12 has a temperature of + 6 ° C. due to the heating with geothermal energy when it reaches the ventilation device 14. After flowing through the heat exchanger 16, the temperature of the supply air is already approximately + 18 ° C. This heated fresh air is then passed into the rooms 26.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ansaug- und Filtersystem (10) zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft mit einer im Erdboden angeordneten Luftfördervorrichtung (12), bestehend aus mindestens einem Luftsammelbehälter (13) und jeweils mindestens einer damit luftleitend verbundenen Luftansaugvorrichtung (19). Dabei ist zumindest der Luftsammelbehälter von einer permeablen Filterschicht (62) aus Feststoffpartikeln umgeben, wobei die Filterschicht in Richtung der Erdoberfläche von einer Schicht geringerer Permeabilität begrenzt wird. Dabei ist unter dem Luftsammelbehälter (13) mindestens ein in Richtung des Luftsammelbehälters offener Auffangbehälter (15) für Flüssigkeiten angeordnet.

Description

Ansaug- und Filtersystem zur Gewinnung und Aufbereitung von
Frischluft
Die Erfindung betrifft ein Ansaug- und Filtersystem zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft mit einer im Erdboden angeordneten Luftfördervorrichtung, bestehend aus mindestens einem Luftsammelbehälter und jeweils mindestens einer damit luftleitend verbundenen Luftansaugvorrichtung. Dabei ist zumindest der Luftsammelbehälter von einer permeablen Filterschicht aus Feststoffpartikeln umgeben, wobei die Filterschicht in Richtung der Erdoberfläche von einer Schicht geringerer Permeabilität begrenzt wird.
Derartige Ansaug- und Filtersysteme werden in sogenannten Luftkonditionierungsanlagen vorgeschaltet. Derartige Luftkonditionierungsanlagen Erwärmen oder Kühlen insbesondere Luft in Räumen innerhalb von Gebäuden. Zudem kann mit Luftkonditionierungsanlagen eine gewünschte Luftfeuchtigkeit in den Räumen erzielt werden. Sowohl das Kühlen und Erwärmen wie auch das Einstellen der gewünschten Luftfeuchtigkeit resultiert in einem sehr hohen Energiever- brauch. Zudem müssen in regelmäßigen Abständen die genannten Luftkonditionierungsvorrichtungen gewartet, insbesondere gereinigt und mit neuen Filtern zur Aufbereitung und Behandlung der angesaugten Außenluft bzw. der in dem System zirkulierenden Luft ausgetauscht werden.
Aus der EP 0 777 088 AI ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewinnen von Frischluft für die Luftkonditionierung bekannt, bei der zur Einsparung von Energie beim Erwärmen oder Kühlen von Luft als Frischluft von Luft Gebrauch gemacht wird, die aus der Tiefe eines Kiesbettes oder dergleichen abgesaugt wird. Diese Luft besitzt als Folge der Erdwärme und des Grundwassers eine im wesentlichen über das ganze Jahr konstante Temperatur von etwa 12 Grad Celsius. Durch Verwendung dieser vortemperierten Luft bei der Luftkonditionierung ergeben sich Energieeinsparungen. Einerseits steht im Winter Luft mit höherer Temperatur als die Temperatur der Außenluft zur Verfügung, andererseits ist die so geförderte Frischluft im Sommer kühler als die Außentemperatur. Zudem weist die so geförderte Luft eine hohe Luftfeuchtigkeit auf, da sie einerseits im Bereich des Grundwassers gefördert wird und andererseits Regenwasser und Tau von der Erdoberfläche her den Boden durchdringen. Zudem ist bekannt, das eine derartige Bodenzusammensetzung, insbesondere ein Kiesbett als Keim- und Pollenfilter dient.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, das derartige bekannte Ansaug- und Filtersysteme nur dort anwendbar sind, wo entsprechend hohe Grundwasserpegel vorhanden sind. Nur dort ist eine ausreichende Befeuchtung und Temperierung der abzusaugenden Bodenluft gewährleistet . Bei sehr tief gelegenen Grundwasserpegeln, d. h. bei Grundwasserpegeln die tiefer als fünf Meter liegen, müssen Hilfsmittel wie Pumpen eingesetzt werden, um die bekannten Ansaug- und Filtersysteme störungsfrei und zweckgemäß betreiben zu können. Derartige Hilfsmittel verteuern aber die gesamte Konstruktion und vermindern zudem die beabsichtigte Energieeinsparung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansaug- und Filtersystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine effektive Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft auch in Bereichen mit sehr tiefen Grundwasserpegeln und/oder sehr trokkenen Gegenden mit wenig Niederschlag oder natürlicher Feuchtigkeit ohne zusätzlichen Energieaufwand gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ansaug- und Filtersystem zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale .
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Ansaug- und Filtersystem zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft weist unter einem Luftsammelbehälter mindestens einen in Richtung des Luftsammelbehälters offenen Auf fangbehälter für Flüssigkeiten auf. Dadurch entsteht vorteilhafterweise ein künstlicher Grundwasserspiegel, der im Stande ist Flüssigkeiten auf einem vorbestimmten Tiefenniveau und in vorbestimmter Entfernung zum Luftsammelbehälter zu speichern. Bei den gespeicherten Flüssigkeiten kann es sich um eindringendes Regen- oder Tauwasser, aber auch um Brauch- und Nutzwasser handeln, daß bewußt eingefüllt wird, um eine entsprechende Durchfeuchtung der den Luftsammelbehälter umgebenden Filterschicht zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Ansaug- und Filtersystem ist daher bei der Installation nicht abhängig von den vorgegebenen Boden- und Grundwassergegebenheiten. Auf teure zusätzliche Hilfsmittel wie Grundwasserpumpen kann verzichtet werden. Insbesondere in ariden Gegenden, die sehr trockene Böden aufweisen und in denen die Grundwasserpegel im allgemeinen sehr tief liegen, ist es nunmehr möglich ein gattungsgemäßes Ansaug- und Filtersystem wirtschaftlich und ohne Komplikationen betreiben zu können. Durch die Bereitstellung eines flüssigkeits- undurchlässigen Auffangbehälters unter dem LuftSammelbehälter ist gewährleistet, daß selbst bei nur sporadisch auftretenden Regenfällen und durch das täglich eindringende Tauwasser eine konstante vorteilhafte Durchfeuchtung der den Luftsammelbehälter umgebenden Filterschicht gewährleistet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftsammelbehälter röhr- und/oder kastenförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen auf. Er erstreckt sich dabei ungefähr horizontal in der Filterschicht. Durch eine derartige Anordnung und Ausgestaltung des Luftsammelbehälters ist gewährleistet, daß ausreichend große Luftvolumina aus der umgebenden Filterschicht angesaugt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Auffangbehälter über mindestens die gesamten Länge bzw. Breite des Luftsammelbehälters. Er ist dabei in circa 2 - 5 m Tiefe gemessen von der Erdoberfläche angeordnet und der Abstand zwischen dem Luftsammelbehälter und dem Auffangbehälter beträgt 0,2 - 2 m. Eine derartige Anordnung des erfindungsgemäßen Systems gewährleistet einerseits eine optimale Erwärmung und Durchfeuchtung der abzusaugenden Frischluft und genügt andererseits, daß die Filterwirkung der Filterschicht voll zur Geltung kommt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Auffangbehälter aus einer flüssigkeitsundurch- lässigen Folie, insbesondere einer sogenannten Teichfolie. Die Verwendung einer derartigen Folie ist kostengünstig und gewährleistet eine individuelle Formgebung des Auffangbehälters , je nach den örtlichen Gegebenheiten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Auffangbehälter von Außen mit Flüssigkeiten direkt befüllbar. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei einem Mangel an Flüssigkeiten wie Regen- oder Tauwasser das erfindungsgemäße System funktionsfähig bleibt . Des weiteren kann der erfindungsgemäße Auffangbehälter eine mechanische und/oder elektronische Flüssigkeitsanzeige aufweisen, so daß rechtzeitig vor einem möglichen Austrocknen bzw. einer ungenügenden Durchfeuchtung der Filterschicht Flüssigkeit nachgefüllt werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das System auch seitlich von einer impermeablen Schicht umgeben. Dadurch wird gewährleistet, daß flüssige oder gasförmige Verunreinigungen aus einem vordefinierten Bereich der Filterschicht abgehalten werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Luftansaugvorrichtung mit mindestens einem Lüftungsgerät luftleitend verbunden, wobei das Lüftungsgerät einen Wärmetauscher aufweist und im Wärmetauscher mindestens eine Zuleitung für die von der Luftfördervorrichtung geförderten Luft zu den zu beheizenden Räumen und mindestens eine Ableitung für die aus den beheizten Räumen strömende Abluft angeordnet ist . Im Wärmetauscher erfolgt dabei ein Übergang von Wärmeenergie von der Abluft auf die von der Lüftfördervorrichtung geförderte Frischluft. Zudem ist dem Wärmetauscher in der Ableitung mindestens eine Wärmepumpe zur Erwärmung von Brauchwasser nachgeschaltet . Dadurch ist gewährleistet, daß die Restwärme der Abluft nach durchfließen des Wärmetauschers weiter genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht dabei aus einem in der Ableitung angeordneten Verdampfer, einer Pumpe, einem Kondensator und einem Wärmespeicher. Über den m der Ableitung angeordneten Verdampfer wird die Restwärme der Abluft entnommen und über den Kondensator an den Wärmespeicher abgegeben. Der Wärmespeicher ist dabei vorteilhafterweise mit Brauchwasser gefüllt. Zudem kann am bzw. in dem Wärmespeicher mindestens ein zusätzliches Heizelement angeordnet sein, wodurch auch bei nicht ausreichender Energieleistung der Wärmepumpe eine gewünschte Brauchwassertemperatur im Wärmespeicher erzielt und gehalten werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems weist eine in dem Lüftungsgerät angeordnete Zuleitung für Frischluft einen Nacherhitzer auf, wobei der Nacherhitzer als Element eines geschlossenen Wasserkreislaufs, bestehend aus einer zu dem Wärmespeicher hinführenden Leitung, einem in dem Wärmespeicher angeordneten Leistungsabschnitt und einer von dem Wärmespeicher wegführenden Leitung, ausgebildet ist. Dadurch ist gewährleistet, daß bei Bedarf Wärme aus dem Wärmespeicher abgegriffen werden kann und über den genannten geschlossenen Wasserkreislauf und den Nacherhitzer der Zuluft zugefügt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmespeicher zudem über Leitungen mit einer Solaranlage zur Erwärmung von Brauchwasser flüssigkeitsleitend verbunden. Hierdurch ist wiederum gewährleistet, daß bei nicht ausreichender Energieleistung der Wärmepumpe, die benötigte Wärmeenergie dem Wärmespeicher über die Solaranlage zugeführt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist diese verschiedene Regelvorrichtungen auf . So ist unter anderem eine erste Regelvorrichtung mit mehreren
Regelstellungen zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der Ablauf in den Wärmetauscher hinein oder an diesem vorbei und/oder in die Zuleitung der Frischluft ausgebildet. Dadurch ist unter anderem gewährleistet, daß die erwärmte Abluft nicht in den Wärmetauscher gelangt, so daß die kühlere Frischluft nicht weiter erwärmt wird. Dies ist insbesondere bei hohen Außentemperaturen von Vorteil . Desweiteren kann die erste Regelvorrichtung so ausgebildet sein, daß in einer Regelstellung die Abluft am Wärmetauscher vorbei direkt zur Wärmepumpe bzw. dem
Verdampfer der Wärmepumpe gelenkt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß bei Bedarf die gesamte Wärmeenergie der Abluft zur Erwärmung von Brauchwasser im Wärmespeicher zur Verfügung steht. Diese Regelstellung kann dabei als Vorrangschaltung ausgebildet sein, so daß immer eine genügend große Menge an erwärmtem Brauchwasser zur Verfügung steht . In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine weitere Regelvorrichtung mit einer ersten und zweiten Regelstellung zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der aus dem Wärmetauscher austretenden Zuluft in die Räume und/oder in die Ableitung der verbrauchten Luft hinein, ausgebildet. Durch das Umlenken eines Teils der bereits erwärmten Zuluft in die Ableitung der ebenfalls erwärmten Zuluft ergibt sich eine weitere Erwärmung des Luftgemisches . Dieses Luftgemisch wird dann über die erste Regelvorrichtung in die Zuleitung überführt, so daß dieses Gemisch nochmals den Wärmetauscher durchläuft und weitererwärmt wird. Somit ist eine schnellere Erwärmung der Zuluft gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist diese eine fünfte Regelvorrichtung mit ebenfalls einer ersten und zweiten Regelstellung auf, die zur Steuerung des Verlaufs von zumindestens einem Teil der aus dem Wärmetauscher austretenden Abluft in eine Fortluftleitung und/oder in die Zuleitung der Frischluft hinein, ermöglicht. Dadurch ist es möglich, im Bedarfsfall die relativ trockene und bereits gekühlte Abluft nochmals in den Zuluftkreislauf einzubringen und somit ein relativ kühleres und trockeneres Luftgemisch zu erzeugen, das dann in die entsprechenden Räume geleitet wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die vorhandenen Regelvorrichtungen von .einer Steuervorrichtung zentral gesteuert. Damit ist eine optimale Abstimmung der einzelnen Regelvorrichtungen aufeinander und untereinander gewährleistet, so daß sich eine maximale Energieersparnis ergibt .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ansaug- und Filtersystems beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei ze igt :
Figur 1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ansaug- und Filtersystems; Figur 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ansaug- und Filtersystems mit einem daran angeschlossenem
Lüftungsgerät; und
Figur 3: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansaug- und Filtersystems mit daran angeschlossenem Lüftungsgerät .
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ansaug- und Filtersystems 10 zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft. Das Ansaug- und Filtersystem 10 umfaßt dabei eine Luftfördervorrichtung 12, die aus einem
Luftsammelbehälter 13 und einer Luftansaugvorrichtung 22
(vgl. Fig. 2) besteht. Der Luftsammelbehälter 13 und die
Luftansaugvorrichtung 22 sind dabei über eine Luftansaugleitung 19 luftleitend verbunden. Man erkennt, daß der Luftsammelbehälter 13 von einer permiablen Filterschicht 62 umgeben ist und sich ungefähr horizontal in dieser Filterschicht 62 erstreckt. Der Luftsammelbehälter 13 ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiels rohrförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen 17 für den Eintritt der Bodenluft auf .
Die Filterschicht 62 weist üblicherweise einen oder mehrere der folgenden Bestandteile auf: Kies, offenporiges und grobkörniges Lavagestein, Blähton, Ziegel- und Keramiksplit . Auch andere gut luftleitende und flüssigkeitsaufnehmende Feststoffe sind für die Herstellung der Filterschicht 62 geeignet. In einer Ausführung der Erfindung besteht die Filterschicht 62 aus 60 Volumenprozent Kies und 40 Volumenprozent Lavagestein.
Die Filterschicht 62 ist in Richtung der Erdoberfläche von einer Schicht 60 geringerer Permiabilität begrenzt. Diese Schicht besteht üblicherweise aus einer Gras- und/oder Humusschicht. Ein derartiger Aufbau der Filterschicht 62 und der aufliegenden Schicht 60 bewirkt, daß nahezu alle Luftschadstoffe herausgefiltert werden und zusätzlich eine richtige Befeuchtung, eine Vorwärmung im Winter und Kühlung im Sommer der von außen einströmenden Bodenluft gewährleistet ist. Zusätzlich ist es möglich, unterhalb der Schicht 60 ein Vlies anzubringen, um einen zusätzlichen Filter gegen Verschmutzung auszubilden (nicht dargestellt) .
Desweiteren erkennt man, daß unter dem Luftsammelbehälter 13 ein in Richtung des Luftsammelbehälters 13 offener Auffangbehälter 15 für Flüssigkeiten angeordnet ist. Der Auffangbehälter 15 erstreckt sich dabei über die gesamte Länge bzw. Breite des Luftsammelbehälters 13 und darüberhinaus . Der Auffangbehälter 15 ist dabei in ca . 2 - 5 m Tiefe, insbesondere in 3 m Tiefe gemessen von der Erdoberfläche, angeordnet. Der Abstand zwischen dem Luft- Sammelbehälter 13 und dem Auffangbehälter 15 beträgt 0,2 -
2 m, insbesondere 0,5 m. Der Auffangbehälter 15 kann aus jedem geeigneten flüssigkeitsundurchlässigen Material bestehen, insbesondere kann der Auffangbehälter 15 aus einer flüssigkeitsundurchlässigen Folie wie z. B. einer Teichfolie bestehen. Zudem ist der Auffangbehälter 15 derart ausgebildet, daß er von außen direkt mit Flüssigkeiten befüllbar ist. Zusätzlich ist eine mechanische Flüssigkeitsanzeige 64 ausgebildet, die in den Auffangbehälter 15 hineinragt und überhalb der Schicht 60 ablesbar ist. Auch sind elektronische Flüssigkeitsstandsanzeigen denkbar. Zudem ist es möglich, die Ableseeinheit einer derartigen Flüssigkeitsstandanzeige 64 auch innerhalb eines Gebäudes anzuordnen. Auch die Befüllung des Auffangbehälters 15 mit einer in einem Gebäude angeordneten Füllvorrichtung ist denkbar.
Weiterhin erkennt man, daß das Ansaug- und Filtersystem 10 sowie die Filterschicht 62 von einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht 66 umgeben ist. Dadurch ist gewährleistet, daß mögliche Schadstoffe nicht seitlich in das System eindringen können. Die Schutzschicht 66 kann auch gasundurchlässig sein, so daß z. B. Radonverunreinigungen aus dem System 10 abgehalten werden. Zudem ist es in diesem Fall vorgesehen, daß die Luftzufuhr in die Filterschicht 62 nicht aus den bodennahen Bereichen erfolgt. Vielmehr soll dann Luft aus höheren Bereichen angesaugt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß einerseits die Schicht 60 weiter verdichtet wird und zusätzlich von außen in die Filterschicht 62 führende Rohre angeordnet sind (nicht dargestellt) .
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Ansaug- und Filtersystem 10 mit einem angeschlossenen Lüftungsgerät 14. Man erkennt, daß über die Luftansaugleitung 19 und die Luftansaugvorrichtung 22 die aus dem Luftansaug- und Filtersystem 10 gewonnene Frisch- bzw. Zuluft in das Lüftungsgerät 14 gelangt. Die Luftabsaugleitung 19 führt dabei über eine Zuleitung 18 in das Lüftungsgerät 14.
Das Lüftungsgerät 14 weist einen Wärmetauscher 16 auf, wobei die Zuleitung 18 für die von der Luftfördervorrichtung 12 geförderte Luft zu den zu beheizenden Räumen 26 und eine Ableitung 20 für die aus den beheizten Räumen 26 strömende Abluft dient. Im Wärmetauscher 16, der als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet ist, erfolgt der Übergang von Wärmeenergie von der Abluft auf die von der Luftfördervorrichtung 12 geförderte Luft. Der in der Zuleitung 18 angeordneter Ventilator 22 sowie ein in der Ableitung 20 angeordneter Ventilator 24 sorgen für die Luftzirkulation bzw. den Lufttransport im Lüftungsgerät 14. Die Zuleitung 18 führt von dem Lüftungsgerät 14 zu einem oder mehreren zu beheizenden Räumen 26. Dem Wärmetauscher 16 ist in der Ableitung 20 eine Wärmepumpe 30 zur Erwärmung von Brauchwasser nachgeschaltet. Die Wärmepumpe 30 besteht dabei aus einem in der Ableitung 20 angeordneten Verdampfer 32, einer Pumpe 34, einem Kondensator 36 und einem Wärmespeicher 38. Der Wärmespeicher 38 ist mit Wasser, insbesondere Brauchwasser, gefüllt. Die Erwärmung dieses Brauchwassers erfolgt mit Hilfe der Restwärme der Abluft, die diese noch nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers 16 enthält . Aus dieser Luft wird mit Hilfe des Verdampfers 32 der Wärmepumpe 30 die Restwärme entnommen und über die Kondensator 36 an das Brauchwasser des Wärmespeichers 38 abgegeben. Es handelt sich daher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Luft -Wasser-Wärmepumpe . Der Verdampfer 32 und die Pumpe 34 sind üblicherweise innerhalb des Lüftungsgerätes 14 angeordnet. Der Wärmespeicher 38, der aufgrund seines Volumens einen größeren Raumbedarf aufweist, ist außerhalb des Lüftungsgerätes 14 in einer separaten Einheit ausgebildet. Geeignete Wärmespeicher weisen ein Volumen von mindestens 500 Liter auf. Durch die separate Anordnung des Wärmespeichers 38 ist es möglich, das zentrale Lüftungsgerät 14 relativ klein auszubilden. Am Wärmespeicher 38 ist ein Temperaturfühler 70 angeordnet
Am bzw. in dem Wärmespeicher 38 ist zudem ein Heizelement 40 angeordnet. Das Heizelement 40 besteht üblicherweise aus einer Heizpatrone mit 2 KW Leistung. Für den Fall, daß die Wärmepumpe 30 nicht genügend Energie zur Erwärmung des Brauchwassers im Wärmespeicher 38 liefert, kann das Heizelement 40 betätigt werden.
Man erkennt zudem aus der Figur, daß das Heizsystem 10 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Solaranlage zur Erwärmung von Brauchwasser 44 aufweist, welche mit dem Wärmespeicher 38 über Leitungen 46, 48 flüssigkeitsleitend verbunden ist. Auch durch die Solaranlage 44 ist es möglich, zusätzliche Wärmeenergie bzw. bereits erwärmtes Brauchwasser dem Wärmespeicher 38 bei Bedarf zuzuführen und bei Erreichen der gewünschten B r a u c h w a s s e r t e mp e r a t u r dieses über die Brauchwasserableitung 42 abzuführen.
Zudem " kann innerhalb des Wärmespeichers 38 ein Brauchwasserboiler 41 mit einer Brauchwasserzuleitung 43 und einer Brauchwasserableitung 42 angeordnet sein. Zur Überprüfung und Regelung der Brauchwassertemperatur innerhalb des Brauchwasserboilers 41 ist an diesem ein Temperaturfühler 72 angeordnet .
Weiterhin erkennt man, daß in der Zuleitung 18 für die von der Luftfördervorrichtung 12 zuströmende Luft ein Nacherhitzer 50 angeordnet ist. Der Nacherhitzer 50 ist dabei als Element eines geschlossenen Wasserkreislaufs bestehend aus einer zu dem Wärmespeicher 38 hinführenden Leitung 52, einem in dem Wärmespeicher 38 angeordneten Leitungsabschnitt und einer von dem Wärmespeicher 38 wegführenden Leitung 54 ausgebildet. Dadurch ist es bei Bedarf möglich, die dem Bodenheizsystem 28 zuströmende Luft bei Bedarf weiter über den Nacherhitzer 50 zu erwärmen. Man erkennt, daß der geschlossenen Wasserkreislauf mittels einer regelbaren Pumpe 57 betrieben wird. Desweiteren ist innerhalb des Wasserkreislaufes eine Verbindungsleitung 56 angeordnet, über die mittels eines in der wegführenden Leitung 54 angeordneten Regelschalters das aus dem Wärmespeicher 38 austretende erwärmte Wasser wieder der hinführenden Leitung 52 zugeführt wird und eine weitere Erwärmung im Wärmespeicher 38 erfolgt.
Mit dieser Anordnung kann auch die Wärmezufuhr zum Nacherhitzer 50 geregelt werden.
Das dargestellte Heizsystem 10 weist zudem mehrere Regelvorrichtungen auf . So weist das Lüftungsgerät 14 eine erste Regelvorrichtung 74 mit mehreren Regelstellungen zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der Abluft in den Wärmetauscher 16 hinein oder an diesem vorbei und/oder in die Zuleitung 18 über eine Leitungsabzweigung 21, auf. In einer Regelstellung der ersten Regelvorrichtung 74 wird die Abluft am Wärmetauscher 16 vorbei direkt zur Wärmepumpe 30 bzw. dem Verdampfer 32 gelenkt. Es steht somit die vollständige Wärmeenergie der Abluft aus den Räumen 26 zur Betätigung der Wärmepumpe 30 und damit zur Erwärmung des Brauchwassers m den Warmespeicher 38 zur Verfügung. Dies hat zudem den Vorteil, daß bei Überschreitung einer einstellbaren Raumtemperatur der Räume 26, die warme Abluft nicht mehr über den Wärmetauscher 16 geleitet wird und somit die den Räumen 26 zuströmende Frischluft nicht unnötigerweise erwärmt wird. Sollte auch kein Bedarf an warmen Brauchwasser bestehen, so kann durch Abschaltung der Wärmepumpe 30 die warme Abluft m der zweiten Regelstellung der ersten Regelvorrichtung direkt über die Fortluftieitung 58 abgeführt werden. Üblicherweise ist jedoch diese Regelstellung als Vorrangschaltung ausgebildet, so daß die Brauchwassererwarmung jederzeit gewährleistet ist .
Weiterhin weist das Heizsystem 10 eine zweite Regelvorrichtung zur Regelung der Brauchwassertemperatur und eine dritte Regelvorrichtung zur Regelung der Temperatur der m die zu beheizenden Räume 26 geleiteten Zuluft auf .
Weiterhin erkennt man eine vierte und fünfte Regelvorrichtung 76, 78. Die vierte Regelvorrichtung 76 regelt mit einer ersten und zweiten Regelstellung den Verlauf von zummdestens einem Teil des aus dem Wäremtauscher 16 austretenden Zuluft m die Räume 26 und/oder m die Ableitung 20 hinein. Mittels der ersten Regelvorrichtung 74 und über die Leitungsabzweigung 21 das erwärmte Luftgemisch nochmals m den Wärmetauscher überführt werden, so daß insgesamt eine schnelle Erwärmung der letztendlich den Räumen 26 zuströmenden Zuluft gewährleistet ist. Die fünfte Regelvorrichtung 78 steuert mit einer ersten und zweiten Regelstellung den Verlauf von zumindestens einem Teil der aus dem Wärmetauscher 16 austretenden /Abluft in eine Fortluftleitung 58 und/oder in die Zuleitung 18 hinein. Die Regelvorrichtung 78 wird insbesondere in Gegenden angewandt, wo die Außenluft sehr heiß und feucht ist und der Boden die nötige Kühlwirkung nicht mehr aufbringen kann. Im Bedarfsfall wird nämlich die bereits sehr trockene und abgekühlte Abluft nochmals über den Leitungsabschnitt 23 der Zuleitung 18 zugeführt, so daß relativ trockene und kühle Frischluft den Räumen 26 zugeführt wird. In der Zuleitung 18 ist zudem ein Volumenstromregler 80 angeordnet, der zur Regelung der Menge an den Räumen 26 zuströmenden Zuluft bzw. Frischluft dient .
Die genannten Regelvorrichtungen sind über eine Steuervorrichtung 68 steuerbar, insbesondere computergesteuert und können sowohl einzeln wie auch in
Kombination miteinander abgestimmt sein. Zur Ermittlung der benötigten Temperaturdaten weisen die Regelvorrichtungen sowie die Räume Temperaturfühler auf . Ein Temperaturfühler 71 ist im Außenbereich angeordnet .
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ansaug- und Filtersystems 10 mit daran angeschlossenem Lüftungsgerät 14. Man erkennt, daß in dieser Ausführungsform in der Zuleitung 18 mehrere Nacherhitzer 50 angeordnet sind. Damit ist es möglich, jeden Raum 26 individuell zu klimatisieren.
Das Ansaug- und Filtersystem 10 kann bei entsprechenden Außentemperaturen auch als Kühlsystem für die Räume 26 dienen. Beträgt z.B. die Temperatur der Außenluft +28 ° C, so beträgt die Temperatur der von der Luftfördervorrichtung geförderten Bodenluft nur noch +15° C. Diese Lufttemperatur ist geeignet, eine Kühlung der Räume 26 im Sommer zu gewährleisten. Wie bereits oben näher beschrieben, wird für einen derartigen Kühlfall die warme Abluft aus den Räumen 26 mittels der zweiten Regelstellung der ersten Regelvor- richtung am Wärmetauscher 16 vorbei direkt zur Wärmepumpe bzw. der Fortluftleitung 58 geleitet.
Bei winterlichen Verhältnissen und Außentemperaturen von ca. -12° C handelt es sich um den normalen Heizfall. Die von der Luftfördervorrichtung 12 geförderte Zuluft weist durch die Erwärmung mit geothermaler Energie eine Temperatur von +6° C auf, wenn sie in das Lüftungsgerät 14 gelangt. Nach Durchfließen des Wärmetauschers 16 beträgt die Temperatur der Zuluft bereits ca. +18° C. Diese erwärmte Frischluft wird dann in die Räume 26 geleitet.

Claims

Patentansprüche
1. Ansaug- und Filtersystem zur Gewinnung und Aufbereitung von Frischluft mit einer im Erdboden angeordneten Luftfördervorrichtung, bestehend aus mindestens einem Luftsammelbehälter und jeweils mindestens einer damit luftleitend verbundenen Luftansaugvorrichtung, wobei zumindest der Luftsammelbehälter von einer permeablen Filterschicht aus Feststoffpartikeln umgeben ist und die Filterschicht in Richtung der Erdoberfläche von einer Schicht geringerer Permeabilität begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Luftsammelbehälter (13) mindestens ein in Richtung des Luftsammelbehälters (13) offener Auffangbehälter (15) für Flüssigkeiten angeordnet ist.
2. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der LuftSammelbehälter (13) sich ungefähr horizontal in der Filterschicht (62) erstreckt.
3. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der LuftSammelbehälter (13) röhr- und/oder kastenförmig ausgebildet ist und eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen (17) aufweist.
4. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (15) sich über mindestens die gesamte Länge bzw. Breite des Luftsammelbehälters (13) erstreckt .
5. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (15) in ca. 2 - 5 m Tiefe gemessen von der Erdoberfläche, angeordnet ist und der Abstand zwischen dem LuftSammelbehälter (13) und dem Auffangbehälter (15) 0,2 - 2 m beträgt.
6. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (15) aus einer flüssigkeitsun- durchlässigen Folie besteht.
7. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist.
8. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (15) von außen mit Flüssigkeiten direkt befüllbar ist .
9. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (15) eine mechanische und/oder elektronische Flüssigkeitsstandanzeige (64) aufweist.
10. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (62) einen oder mehrere der folgenden Bestandteile aufweist: Kies, offenporiges und grobkörniges Lavagestein, Blähton, Ziegel- und Keramiksplit .
11. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (62) aus 60 Vol.-% Kies und 40 Vol.-% Lavagestein besteht.
12. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System (10) seitlich von einer flüssigkeits- und/oder gasundurchlässigen Schicht (66) umgeben ist.
13. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß das System (10) mit mindestens einem Lüftungsgerät (14) luftleitend verbunden ist, wobei das Lüftungsgerät (14) einen Wärmetauscher (16) aufweist und im Wärmetauscher (16) mindestens eine Zuleitung
(18) für die von der Luftfördervorrichtung (12) geförderte Luft zu den zu beheizenden Räumen (26) und mindestens eine Ableitung (20) für die aus den beheizten Räumen (26) strömende Abluft angeordnet ist, wobei im Wärmetauscher (16) ein Übergang von Wärmeenergie von der Abluft auf die von der Luftfördervorrichtung (12) geförderte Luft erfolgt.
14. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (16) in der Ableitung (20) mindestens eine Wärmepumpe (30) zur Erwärmung von Brauchwasser nachgeschaltet ist.
15. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (30) aus einem in der Ableitung (20) angeordneten Verdampfer (32), einer Pumpe (34), einem Kondensator (36) und einem Wärmespeicher (38) besteht .
16. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (32) und die Pumpe (34) innerhalb des Lüftungsgerätes (14) angeordnet sind und der Wärmespeicher (38) mit dem Kondensator (36) außerhalb des Lüftungsgerätes (14) in einer separaten Einheit ausgebildet ist.
17. Ansaug- und Filtersystem nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (38) mit Brauchwasser gefüllt ist .
18. Ansaug- und Filtersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß am bzw. in dem Wärmespeicher (38) mindestens, ein
Heizelement (40) angeordnet ist.
19. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (40) eine Heizpatrone mit 1 - 5 kW Leistung ist.
20. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Zuleitung (18) ein Nacherhitzer (50) angeordnet ist.
21. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Nacherhitzer (50) als Element eines geschlossenen Wasserkreislaufs bestehend aus einer zu dem Wärmespeicher (38) hinführenden Leitung (52) , einem in dem Wärmespeicher (38) angeordneten Leitungsabschnitt (56) und einer von dem Wärmespeicher (38) wegführenden Leitung (54) ausgebildet ist.
22. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (38) über Leitungen (46, 48) mit mindestens einer Solaranlage zur Erwärmung von
Brauchwasser (44) flüssigkeitsleitend verbunden ist.
23. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Regelvorrichtung (74) mit mehreren Regelstellungen zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der Abluft in den Wärmetauscher (16) hinein oder an diesem vorbei und/oder in die
Zuleitung (18), ausgebildet ist.
24. Ansaug- und Filtersystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regelvorrichtung (74) in einer Regelstellung die Abluft am Wärmetauscher (16) vorbei direkt zur Wärmepumpe (30) bzw. dem Verdampfer (32) lenkt und diese Regelstellung als Vorrangschaltung ausgebildet ist.
25. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaug- und Filtersystem (10) eine zweite Regelvorrichtung zur Regelung der Brauchwassertemperatur aufweist .
26. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaug- und Filtersystem (10) eine dritte Regelvorrichtung zur Regelung der Temperatur der in die zu beheizenden Räume geleiteten Zuluft aufweist .
27. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Regelvorrichtung (76) mit einer ersten und zweiten Regelstellung zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der aus dem Wärmetauscher (16) austretenden Zuluft (20) in die Räume (26) und/oder in die Ableitung (20) hinein, ausgebildet ist .
28. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine fünfte Regelvorrichtung (78) mit einer ersten und zweiten Regelstellung zur Steuerung des Verlaufs von zumindest einem Teil der aus dem Wärmetauscher
(16) austretenden Abluft in eine Fortluftleitung (58) und/oder in die Zuleitung (18) hinein, ausgebildet ist .
29. Ansaug- und Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtungen von einer Steuervorrichtung (68) zentral gesteuert werden.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004094921A1 (de) * 2003-04-23 2004-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Fluid-luft-kombiverdampfer und neues schaltkonzept für eine wärmepumpe in einem lüftungsgerät
AT502029B1 (de) * 2005-06-09 2007-01-15 Drexel Und Weiss Energieeffizi Einrichtung zur belüftung und beheizung von gebäuden
NL1029557C2 (nl) * 2005-07-19 2007-01-22 Holding Otten B V Installatie voor het regelen van temperatuur.
DE202008016850U1 (de) 2008-12-22 2009-03-19 Keramik Institut Gmbh Vorrichtung zur Nutzung von Erdenergie/Erdwärme mittels Luft als Trägermedium
FI20125406A (fi) * 2012-04-13 2013-10-14 Reijonen Veli Oy Menetelmä energian hyödyntämiseksi
FR3059086B1 (fr) * 2016-11-23 2020-10-23 Commissariat Energie Atomique Systeme de production de chauffage et/ou d'eau chaude sanitaire, couplant une pompe a chaleur avec un puits enthalpique

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236294A (en) * 1961-11-09 1966-02-22 Harry E Thomason Basementless solar home
US4323113A (en) * 1980-10-31 1982-04-06 Troyer Leroy S Underground air tempering system
DE19508252A1 (de) * 1995-03-08 1996-09-12 Zimmermann Lueftungs Und Waerm Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung
EP0777088A1 (de) 1995-12-01 1997-06-04 Rupert Dipl.-Ing. Merkl Vorrichtung und Verfahren zum Gewinnen von Frischluft für die Luftkonditionierung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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