EP4433751A1 - Umluftmodul und umluftmodulsystem - Google Patents
Umluftmodul und umluftmodulsystemInfo
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- EP4433751A1 EP4433751A1 EP22818742.3A EP22818742A EP4433751A1 EP 4433751 A1 EP4433751 A1 EP 4433751A1 EP 22818742 A EP22818742 A EP 22818742A EP 4433751 A1 EP4433751 A1 EP 4433751A1
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- F24F3/065—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with a plurality of evaporators or condensers
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- 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]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Definitions
- the invention relates to a recirculation module with fresh air admixture, which not only circulates the room air in an interior of a building, but can also add fresh air to it. Furthermore, the invention relates to a recirculation module system comprising such a recirculation module and a mounting frame.
- US Pat. No. 3,831,395 A shows a cabinet-sized air conditioning system in which room air is recirculated along a first path through the cabinet.
- the recirculated air flows through a cooling coil or evaporator, behind which is located an air moving device, which may be a fan.
- Fresh air can flow into the air conditioning system through a wall opening and mix with the circulating air.
- DE 11 2011 101 405 T5 shows a ventilation arrangement for a window arranged on the frame with a heat exchanger module for heat exchange between air introduced from an outside space and air introduced from an interior space without mixing allow in between.
- DE 10 2010 016 077 A1 shows an air conditioning device for air conditioning a room with a floor and a cavity underneath.
- a fan is positioned in the cavity or bottom of the air conditioning unit to cause air to flow through the air conditioning unit through the floor and into the room via the cavity.
- fresh air and room air can flow through the air conditioning unit.
- DE 203 13 693 U1 shows an air conditioning device with an air supply module with an evaporator and a fresh air fan, an exhaust air module with a condenser and a second fan, and connections for exhaust air, supply air, exhaust air and outside air.
- the supply air module and the exhaust air module are arranged one above the other.
- the task is to provide a recirculation module for temperature control of the room air with the addition of fresh air.
- the recirculation module with fresh air admixture can be used in a building wall of an interior space or can be fastened to the building wall of the interior space.
- the air recirculation module includes a housing with a front side facing the interior and an opposite rear side and with a fresh air inlet, a room air inlet opening and a room air outlet opening.
- the recirculation module also includes a heat exchanger arranged in the housing, a radial room air fan arranged in the housing with an axially arranged air inlet that faces the heat exchanger, so that room air flowing in as recirculated air through the room air inlet opening can be sucked through the heat exchanger.
- a arranged in the housing fresh air supplying fresh air fan is arranged between the front and the back of the housing laterally next to the room air radial fan.
- the recirculation module is designed such that fresh air is supplied to the recirculation air in the housing and the recirculation air with the admixed fresh air flows out of the room air outlet opening as supply air.
- Recirculated air is the room air flowing into the recirculated air module.
- Supply air flows from the air recirculation module into the interior and is the temperature-controlled recirculated air mixed with fresh air.
- the air recirculation module is designed to circulate the room air in at least one interior space of the building and to temper it in the process. Fresh air is added to improve the room climate.
- the circulating air module is advantageously designed such that the fresh air can be sucked through the heat exchanger and mixes with the circulating air in the housing.
- the addition of fresh air increases the level of comfort for people who breathe in and out, and thus people who consume breathing air.
- the air recirculation module is usually fixed to the building wall or installed at least partially countersunk in the building wall, so that the back of the housing faces away from the interior of the building.
- the recirculation module contributes to temperature regulation and fresh air supply.
- it is usually designed as a separate device, it can be viewed as a module of the decentralized air conditioning system, as part of which it can also be controlled. Alternatively or additionally, stand-alone operation is possible.
- the air recirculation module can be mounted on the building wall inside the building or, advantageously, can be at least partially retracted into the building wall, so that it has access both to the room air that flows through the air recirculation module and to fresh air.
- the building wall on which the recirculation module is mounted is advantageously a building wall that separates the interior from the exterior. Fresh air can be accessed, for example, through a recess in the building wall. It can be installed in a recess in the building wall, for example at the top of a window or door opening, allowing for easy access to fresh air.
- the assembly is advantageously carried out in a roller shutter box, which is a box-like component for receiving a rolled-up roller shutter.
- the air recirculation module is a very compact device that can have a rectangular, in particular flat, rectangular housing, so that it can be installed in the building in the manner described above.
- the air recirculation module can be used in a ceiling area or can be fastened to a ceiling of an interior space.
- the air recirculation module is arranged in the ceiling, for example in a ceiling area above a suspended ceiling.
- Fresh air can be accessed, for example, through a recess in the building's outer wall in the ceiling area.
- a fresh air duct is provided, through which fresh air is routed from the outside to the air recirculation module.
- the air recirculation module can be attached to the ceiling so that it protrudes into the interior.
- the housing encloses the at least one room air radial fan, the fresh air fan and the heat exchanger.
- the room air inlet opening and the room air outlet opening are recesses in the housing through which room air flows into the housing as circulating air or flows out of the housing as supply air after the room air that has flowed in as circulating air has been tempered and fresh air has been admixed.
- the housing has a front and an opposite rear, two opposite longitudinal sides and two opposite transverse sides.
- a longitudinal direction runs between the transverse sides, advantageously parallel to the longitudinal sides.
- a depth direction runs transversely thereto between the front side and the back side.
- the room air centrifugal fan has an axially arranged air inlet and a radial air outlet, so that the circulating air that has been sucked through the heat exchanger enters the room air centrifugal fan in the axial direction and is radially discharged before it flows to the room air outlet opening.
- a room air flow guide is provided to the room air Radial fan runs and is designed to direct air flowing out of the room air radial fan to the room air outlet opening.
- a room air flow guide can be designed as a spiral housing.
- the heat exchanger is designed as an air heat exchanger to transfer thermal energy from air flowing through it to a fluid flow flowing through it or vice versa.
- the fluid stream flows through the pipes of the heat exchanger, which the outside air flows past, so that energy is transferred.
- the aim is to cool the room air by dissipating the thermal energy in the circulating air through the fluid flow in the heat exchanger, so that the circulating air cools down.
- thermal energy is transferred from the fluid flow to the circulating air flowing past.
- the temperature-controlled circulating air is discharged by the room air radial fan and flows out of the housing through the room air outlet opening.
- the heat exchanger comprises fins which direct the air to flow vertically through the heat exchanger, that is to say from one of the longitudinal sides to the other longitudinal side.
- the slats are transverse slats whose main slat surface is arranged perpendicularly to the longitudinal direction, so that the air could escape in the depth direction.
- this is already prevented on the front side by the front side of the housing.
- the air flowing vertically through the heat exchanger can be sucked out of the heat exchanger laterally in the depth direction through the air inlets of the room air radial fans on its rear side.
- the fresh air inlet and the fresh air supplying fan arranged at the fresh air inlet are provided for the admixture of fresh air into the temperature-controlled circulating air.
- the fresh air fan is designed to suck fresh air through the fresh air inlet into the housing, which is mixed with the temperature-controlled circulating air.
- the fresh air fan is advantageously also designed as a radial fan.
- the fresh air fan is advantageously on the side next to the room air Arranged radial fans so that they are offset from one another along a longitudinal direction.
- they are aligned in a row on a line parallel to the longitudinal direction.
- Their inlets point in opposite directions, advantageously parallel or antiparallel to the depth direction.
- a fresh air flow guide is also advantageously provided, which runs around the fresh air fan and is designed to direct fresh air flowing out of the fresh air fan into a flow channel, which guides it to the heat exchanger.
- a fresh air flow guide can have a wall between the front and rear that runs spirally around the fresh air fan. An open side of the wall opens into the flow channel and directs the fresh air in there.
- the heat exchanger is arranged between one side of the front and rear and the room air centrifugal fan whose air inlet faces this side.
- the room air centrifugal fan is placed between the heat exchanger and the other side of the front and rear.
- the heat exchanger is arranged at the front and the room air radial fan at the rear.
- the reverse arrangement is also possible.
- the room air inlet opening and the room air outlet opening are advantageously arranged on the same longitudinal side or opposite longitudinal sides of the housing, since the fresh air inlet is already provided on the back.
- the front and rear of the housing direct the room air flow into the heat exchanger and after flowing through the room air radial fan in the direction of the room air outlet opening.
- the room air inlet opening is arranged in the longitudinal side adjacent to the front and the room air outlet opening is advantageously arranged in the same longitudinal side, adjacent to the rear.
- the room air flows as circulating air from below into the housing, from the front to the rear and then downwards as supply air out of the housing.
- the centrifugal room air fan is one of a plurality of centrifugal room air fans arranged side by side between the front and rear of the housing such that the axially disposed air inlets of the centrifugal room air fans face the heat exchanger.
- the fresh air fan is arranged as an outer fan adjacent to one of the transverse sides.
- an elongated air recirculation module for installation in a roller shutter box with good performance can be provided.
- a plane runs through the room air centrifugal fans so that the axially located air inlets face from the same side of the plane.
- the axial axes of rotation of the room air radial fans run perpendicular or almost perpendicular to the plane and advantageously, apart from dimensional and manufacturing tolerances, parallel or almost parallel to one another.
- the room air centrifugal fans can be arranged axially offset in the plane, their air inlets are advantageously aligned so that they lie in one plane or almost lie in one plane and, apart from dimensional and manufacturing tolerances, no axial displacement of the room air centrifugal fans occurs .
- the air recirculation module includes a flow channel that is designed to guide the supplied fresh air from the fresh air fan to the heat exchanger, through which the fresh air can be sucked with the room air radial fan or fans.
- the flow channel runs between the heat exchanger and a longitudinal side of the housing and is open on the side facing the heat exchanger or has a plurality of openings. This long side is advantageously opposite the long side in which the room air inlet opening and the room air outlet opening are.
- the flow channel is designed as a flow barrier to the room air radial fans, so that the air from the flow channel directly neither to Room air outlet opening can still flow to the room air radial fans, but must first flow through the heat exchanger.
- the fresh air flows vertically from one of the long sides, for example from top to bottom, through the heat exchanger and the room air from the opposite long side vertically, for example from bottom to top, through the heat exchanger. Because of the suction effect of the room air centrifugal fan or fans, a large part of the fresh air and room air flows vertically onto the inlets of the room air centrifugal fans and is mixed when they meet in the centrifugal room fans.
- the fresh air derived from the radial room air fan(s) mixes with the circulating air that the radial room air fan(s) have sucked through the heat exchanger at the same time. However, air mixing also occurs upstream and downstream of the radial room fans due to turbulence and deflections.
- a mixing of fresh air and circulating air flowing into the heat exchanger from opposite sides also already takes place in the heat exchanger.
- a recirculation module system includes the recirculation module described above and a mounting frame that can be integrated into the building wall and into which the recirculation module can be inserted and fastened, so that the recirculation module can be mounted countersunk in a building wall.
- a mounting frame can be a dry construction frame and can be integrated into a building wall of a prefabricated house, for example.
- the mounting frame can be built into a roller shutter box, so that the back of the air recirculation module inserted in the mounting frame faces the inside of a roller shutter box.
- the installation in the roller shutter box goes hand in hand with an advantageous placement of the air recirculation module above the window and enables easy fresh air access through the roller shutter box.
- the mounting frame can be installed in the roller shutter box, so that the room air inlet opening and the room air outlet opening are on a lower longitudinal side of the housing, which at least partially has a forms interior-side top of a window opening. With the exception of the room air inlet opening and the room air outlet opening on a lower long side, this air recirculation module can disappear completely under a wall covering, for example plasterboard or plaster.
- FIG. 1 shows a schematic front view of a building wall of an interior space
- Figure 2 shows a schematic sectional view of an embodiment of a recirculation module in a roller shutter box
- FIG. 3 shows a three-dimensional rear view of an exemplary embodiment of a recirculation module with a mounting frame
- FIG. 4 shows a three-dimensional front view of the exemplary embodiment of a recirculation module with the mounting frame
- FIG. 5 shows a schematic front view of an exemplary embodiment of a recirculation module in which the front housing wall has been removed
- FIG. 6 shows a schematic rear view of the exemplary embodiment of a recirculation module in which the rear housing wall has been removed
- Figure 7 is a side sectional view of the air recirculation module
- FIG. 8 shows a schematic side sectional view of a fresh air inlet, a filter and a fresh air fan
- FIG. 9 shows a schematic front view of a fresh air fan in the housing
- FIG. 10 shows a three-dimensional rear view of a further exemplary embodiment of a recirculation module
- Figure 11 is a longitudinal sectional view of the air recirculation module
- FIG. 12 shows another longitudinal sectional view of the air recirculation module
- Figure 13 is a side sectional view of the air recirculation module
- Figure 14 Flows through the air recirculation module using a longitudinal sectional view
- FIG. 15 shows an exemplary embodiment of a recirculation module system
- FIG. 16 is a plan view of a mounting frame into which a recirculation module has been inserted
- Figure 17 is another top view of the assembly frame into which the air recirculation module has been inserted
- FIG. 18 a three-dimensional detailed view of the air recirculation module system
- FIG. 19 a three-dimensional representation of the air recirculation module system
- FIG. 20 shows a schematic of a ceiling-mounted exemplary embodiment of a recirculation module system
- FIG. 21 schematically shows an exemplary embodiment of a ventilation system
- FIG. 22 shows a three-dimensional representation of a further exemplary embodiment of a recirculation module.
- Figure 1 shows a schematic front view of a building wall 1 of an interior with a window 3, in which an embodiment of a recirculation module 5 is used.
- the building wall 1 with the window 3 is an outer wall of a building.
- Such a building wall 1 can be designed as a prefabricated wall of a prefabricated house.
- the recirculation module 5 is arranged above the window opening and extends over the entire width of the window in this exemplary embodiment.
- the air circulation module 5 is inserted into the building wall 1 so that it is sunk into it.
- a front of the air recirculation module 5 faces the interior.
- the front of the circulating air module 5 can be flush with the building wall 1 or, as in this exemplary embodiment, can be arranged under a wall covering, for example plasterboard or plaster.
- the air recirculation module 5 can be used in a roller shutter box or a roller shutter box opening above the window opening. With alternatives In the exemplary embodiments, the air recirculation module 5 can partially protrude from the building wall 1 or be mounted on it.
- the air recirculation module 5 is designed to heat and cool the air in the interior and to enrich it with fresh air.
- the air recirculation module 1 can be mounted in or on the building wall 1 in such a way that a room air inlet opening and a room air outlet opening are arranged in the air recirculation module 5 inside the building and the air recirculation module 5 has fresh air access, for example through the roller shutter box.
- a lower longitudinal side of the air-circulation module 5, which at least partially forms an upper cover of the window opening, is accessible, so that room air can flow into the air-circulation module 5 as recirculated air and supply air, which is the temperature-controlled recirculated air with the addition of fresh air, can flow out.
- the air recirculation module 5 can be used in a mounting frame, for example a dry construction frame, which is integrated into the building wall 1 .
- a mounting frame for example a dry construction frame, which is integrated into the building wall 1 .
- a mounting frame is advantageously already installed during manufacture and integrated into the building wall 1 in order to provide space for the recirculation module 5 to be used later.
- the mounting frame is advantageously integrated into the roller shutter box.
- FIG. 2 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment in which the air recirculation module 5 is mounted in a roller shutter box 7 .
- the roller shutter box 7 is arranged above a window in the building wall 1, which separates the interior and exterior from each other.
- the air recirculation module 5 is mounted above the window 3 on the side of the roller shutter box 7 facing the interior, so that a rear side 17 of the air recirculation module 5 faces the roller shutter box interior and a room air inlet opening and a room air outlet opening on a lower long side 21 of the air recirculation module 5 are arranged, are positioned in the interior and the lower longitudinal side 21 at least partially forms an upper side of the window opening.
- a front side 15 of the air-circulation module 5 is covered by a wall paneling 9 , for example plasterboard, in order to form a flat wall surface above the window 3 .
- FIG. 3 shows a three-dimensional rear view of an exemplary embodiment of a recirculation module 5 with a mounting frame 11 .
- the air recirculation module 5 comprises a housing 13 with a front side 15, an opposite rear side 17, an upper longitudinal side 19 and an opposite lower longitudinal side 21 as well as two opposite transverse sides 23, 25.
- the basic shape of the housing 13 is an elongated cuboid and is dimensioned such that it can be installed in a roller shutter box 7 or attached to it.
- the housing 13 is flat so that it can be completely sunk into the building wall 1 and the front side 15 can be covered by a wall covering 9 .
- a fresh air inlet 39 designed as a recess, through which fresh air can flow into the housing 13 .
- the recess is provided in an area of the back 17 which is adjacent to one of the transverse sides 23 .
- a filter 41 is provided in front of the recess inside the housing in order to clean the incoming fresh air.
- the mounting frame 11 is usually made of metal. It extends along the upper longitudinal side 19 and has metal tongues 27 running parallel to and spaced from the transverse sides 23, 25, to which it can be fastened in the building wall 1. Furthermore, the mounting frame 11 has struts 29 on the front and rear of the air recirculation module 5 and a Insertion opening through which the air recirculation module 5 can be inserted into the mounting frame 11 from below.
- An L-shaped profile 59 is provided on the front lower edge, which supports a wall cladding 9 that covers the air circulation module 5 inserted into the building wall 1 .
- the air recirculation module 5 can be inserted from below into the mounting frame 11 , which can be integrated into the building wall 1 , in particular in the roller shutter box 7 . During assembly, the air recirculation module 5 is pushed into the assembly frame 11 and locked so that it is then only accessible from below.
- the bolts 31 are aligned in the longitudinal direction. After being pushed in, the air recirculation module 5 is only accessible from below. The bolts 31 are turned so that they protrude over the longitudinal side 13 at the front and/or rear and engage in corresponding slots in the mounting frame 11 . This approximately quarter turn is effected by a tool engaging into the housing 13 from below. The air recirculation module 5 is held and locked in the mounting frame 11 by the bolt 31 being swung out.
- Figure 4 shows a three-dimensional front view of the embodiment of a recirculation module 5.
- a room air inlet opening 33 and a room air outlet opening 35 are arranged on the lower longitudinal side 21 , through which room air flows as circulating air into or out of the housing 13 as supply air.
- the room air inlet opening 33 is elongate and arranged adjacent to the front side 15 .
- the room air outlet opening 35 is elongated and adjacent to the rear 17 arranged.
- slats and a grille 37 are provided on the room air inlet opening 33 and on the room air outlet opening 35, which is magnetically fixed in order to allow easy access to the recirculation module 5 from below, in particular for locking and unlocking in the Mounting frame 11 during installation or removal.
- Room air flows through the accessible lower longitudinal side 21 as recirculated air into the recirculated air module 5 and, after heating or cooling and the addition of fresh air, flows out of the recirculated air module 5 as supply air.
- FIG. 5 schematically shows a front view of the air recirculation module 5 in which the front housing wall has been removed.
- a heat exchanger 43 is arranged inside the housing and runs along the front side 15 .
- the heat exchanger 43 runs between the transverse sides 23, 25, but not as far as them, so that the lateral edge regions adjacent to the transverse sides 23, 25 offer space for further components.
- a controller 45 and, on the other hand, a fresh air fan 47 next to the heat exchanger 43 are provided.
- the heat exchanger 43 has a flat cuboid basic shape and has transverse lamellae, for example. Its underside is arranged above the room air inlet opening 33 so that room air flowing in as circulating air meets the heat exchanger 43 .
- the electronic controller 45 for the air recirculation module 5 Adjacent to a transverse side 25, the electronic controller 45 for the air recirculation module 5 is provided between the front and rear sides 15, 17 next to the heat exchanger 43 on the side.
- the controller 45 controls the operation of the air recirculation module 5, in particular the heating and cooling of the room air and the fresh air supply.
- the controller 45 can exchange data with other components of an air conditioning system, of which the air recirculation module 5 is only a part and controlled either centrally or directly by a suitable (remote) control element. Additional functional elements are provided in the controller 45: a power supply for the components of the circulating air module 5, a computer/CPU and sensors for temperature and humidity and optionally a water connection for humidifying the circulating air.
- the fresh air fan 47 for sucking in and distributing fresh air and the filter 41 for cleaning the incoming fresh air are arranged between the front and rear sides 15, 17 and to the side of the heat exchanger 43.
- the filter 41 is arranged between the fresh air inlet 39 and the fresh air fan 47 .
- FIG. 6 shows a schematic rear view of the air recirculation module 5 in which the rear housing wall and the filter 41 have been removed.
- a plurality of room air radial fans 49 are arranged inside the housing.
- four radial room air fans 49 are provided, which are arranged side by side along the rear side 17 so that their air inlets face the heat exchanger 43 .
- the room air centrifugal fans 49 are arranged side by side between the fresh air fan 47 and the controller 45 along the longitudinal direction.
- a plane runs through the room air centrifugal fans 49 so that their axially arranged air inlets point away from the same side of the plane and towards the heat exchanger 43 .
- the room air radial fans each have an axis of rotation around which a fan wheel rotates. The axes of rotation and thus the air inlets are perpendicular to the plane, and they are parallel to each other.
- the fresh air fan 47 is also designed as a radial fan and arranged laterally next to the row of room air radial fans 49 so that it is between this and the transverse side 23 is positioned.
- the plane through the room air centrifugal fans 49 also passes through the fresh air fan 47. Its axially located air inlet faces the fresh air inlet 39 in the rear 17 so that it points in the opposite direction as the air inlets of the room air centrifugal fans 49.
- FIG. 7 shows a side sectional view of the air recirculation module 5.
- the section runs through one of the room air radial fans 49.
- Below the heat exchanger 43 is the room air inlet opening 33 and below the room air radial fan 49 the room air outlet opening 35 is arranged.
- the open areas above the room air inlet opening 33 and the room air outlet opening 35 are spatially separated.
- a flow channel 51 runs in the longitudinal direction above the heat exchanger 43 between the heat exchanger 43 and the upper longitudinal side 19 of the housing 13 , which channel carries the fresh air 53 from the fresh air fan 47 to the upper side of the heat exchanger 43 .
- the direct path from the flow channel 51 to the room air radial fans 49 is blocked and only possible through the heat exchanger 43.
- FIG. 8 shows a schematic side sectional view of the fresh air inlet 39, the filter 41 and the fresh air fan 47.
- Fresh air 53 is sucked in axially by the fresh air fan 47 through the fresh air inlet 39 designed as a recess.
- the fresh air 53 is cleaned by the filter 41 before it hits the fresh air fan 47 .
- the fresh air fan 47 diverts the air flowing into the housing 13 radially so that it is directed into the flow channel 51 . This is supported by the fact that the housing 13 is closed below the fresh air fan 47 and a spatial separation, for example a wall, is provided between the fresh air fan 47 and the room air radial fans 49 .
- Figure 9 shows a schematic front view of the fresh air fan 47.
- the fresh air fan 47 diverts the fresh air 53 flowing into the housing 13 radially, so that it flows upwards along the transverse side 23 into the flow channel 51 running above the fresh air fan 47 and from there to the Heat exchanger 43 is directed.
- FIGS. 6 and 7, like FIGS. 8 and 9, use the arrows for fresh air 53, circulating air 55 and supply air 57 to illustrate the operation of the circulating air module 5.
- Room air flowing into the circulating air module 5 is referred to as circulating air 55.
- Air flowing out of the recirculation module 5 into the interior is referred to as supply air 57 .
- the room air radial fans 49 suck the room air as circulating air through the room air inlet opening 33 and through the heat exchanger 43 and divert it radially so that it flows out of the housing 13 as supply air 57 through the room air outlet opening 35 .
- the interaction of the circulating air 55 with the heat exchanger 43 leads to a temperature change in the room air.
- cooling mode the room air is pleasantly cool even in summer. In winter it is mainly heated.
- fresh air is added to the circulating air 55 by the fresh air fan 47.
- This sucks in fresh air 53 in the axial direction through the fresh air inlet 39 in the rear 17 of the housing 13 and diverts it radially so that it flows through the flow duct 51 is directed to the top of the heat exchanger 43.
- the fresh air 53 is also sucked in by the room air radial fan 49 through the heat exchanger 43 and deflected radially, so that the fresh air 53 mixed with the circulating air 55 also flows out through the room air outlet opening 17 as supply air 57 .
- the fresh air 53 is primarily sucked through the heat exchanger 43 by the radial room air fans 49 adjacent to the fresh air fan 47 . This is illustrated by the arrows with the reference number 53 in FIG. 6. Despite the non-uniform distribution A mixture is created that is sufficient for a comfortable interior climate, with the circulating air 55 and the fresh air 53 between the air outlets of the room air radial fans 49 and the room air outlet opening 35 being additionally mixed by the turbulence when exiting the room air radial fans 49.
- FIG. 10 shows a three-dimensional rear view of a further exemplary embodiment of a recirculation module 5 without a mounting frame.
- the air recirculation module 5 comprises a housing 13 with a front side 15, an opposite rear side 17, an upper longitudinal side 19 and an opposite lower longitudinal side 21 as well as two opposite transverse sides 23, 25.
- the basic shape of the housing 13 is an elongated cuboid and is advantageously dimensioned such that that it can be installed in a roller shutter box 7 or attached to it.
- the housing 13 is flat so that it can be completely sunk into the building wall 1 and the front side 15 can be covered by a wall covering 9 .
- the housing 13 can run flush with the building wall 1 and be easily covered by wallpaper, for example.
- a fresh air inlet 39 designed as a rectangular cutout, through which fresh air can flow into the housing 13 .
- the recess is in an area of the back 17 which is adjacent to one of the transverse sides 23.
- a filter 41 is provided in front of the recess inside the housing in order to clean the incoming fresh air.
- the housing 13 can be provided with a mounting frame 11, as has been described by way of example in connection with FIG. 3, but is not shown in FIG.
- On the upper longitudinal side 19 of the housing 13 are rotatable flat latches 31, through which the housing 13 is mounted in the mounting frame 11 can be locked, as has already been described in connection with FIG.
- FIG. 10 three sectional planes A-A, B-B and C-C are drawn, the sectional views of which are shown in the following figures.
- FIG. 11 shows a longitudinal sectional view in the plane A-A through the recirculation module.
- a room air inlet opening 33 and a room air outlet opening 35 are arranged on the lower longitudinal side 21 , through which room air flows as circulating air 55 into or out of the housing 13 as supply air 57 .
- the room air inlet opening 33 visible in FIG. 11 is elongate and arranged adjacent to the front side 15 .
- a flow channel 51 is arranged in an upper housing area, which runs along the upper longitudinal side 19 and is designed as an elongated, rectangular cavity between the front side 15 and the rear side 17 .
- Adjacent to one of the transverse sides 23 is an area for a fresh air fan 47 and the filter 41 extending between the front and rear 15,17.
- the filter 41 is designed to clean the incoming fresh air 53 .
- the filter 41 (not shown in FIG. 11) is arranged between the fresh air inlet 39 and the fresh air fan 47 .
- the fresh air fan 47 is designed to suck in and distribute fresh air 53 .
- the fresh air fan 47 is a radial fan and is designed to suck fresh air 53 in the axial direction through the fresh air inlet 39 and the filter 41 and to discharge it radially.
- a fresh air flow guide 61 designed as a curved wall, which guides the fresh air 53 flowing out radially from the fresh air fan 47 into the Flow channel 51 directs.
- the wall runs around the fresh air fan 47 as a spiral arc increasingly moving away from the fresh air fan 47 and opens into the flow channel 51, so that the fresh air 53 sucked in by the fresh air fan 47 is directed upwards into the flow channel 51.
- a heat exchanger 43 is arranged on the front side 15 inside the housing.
- the heat exchanger 43 runs in the longitudinal direction between the other transverse side 25 and the fresh air fan 47, from which it is separated by a wall, so that the fresh air 53 cannot flow in the longitudinal direction directly from the fresh air fan 47 directly onto the heat exchanger 43.
- the heat exchanger 43 is arranged between the flow channel 51 and the room air inlet opening 33 .
- the flow channel 51 is open on its lower side facing the heat exchanger 43 so that air can flow out of the flow channel 51 onto the heat exchanger 43 . In the depth direction, the heat exchanger 43 extends between the front side 15 and the room air radial fans 49.
- the heat exchanger 43 has a flat cuboid basic shape. It includes transverse slats 63 extending between its front and rear and running from top to bottom. The distance between the lamellae 63 shown in FIG. 11 is not to scale. The air flow through the heat exchanger 43 is directed in the vertical direction by the lamellae 63 running from top to bottom. In principle, it would be possible for air to escape from the front or rear with these slats 63 , but this is prevented at the front by the front side 15 of the housing 13 . Alternatively or additionally, heat exchanger walls on the front and rear can be provided, which prevent air from escaping to the side and only allow air to be discharged in the depth direction to the room air radial fans 49 through suitable recesses.
- FIG. 12 shows a longitudinal sectional view in the plane B-B through the air circulation module 5, the sectional plane running in a rear region of the air circulation module 5.
- a plurality of room air radial fans 49 are arranged inside the housing.
- four radial room air fans 49 are provided, which are arranged side by side along the rear side 17 so that their air inlets face the heat exchanger 43 .
- the room air radial fans 49 are arranged side by side between the fresh air fan 47 and filter 41 , which are arranged one above the other in the depth direction, and the transverse side 25 facing away from the fresh air fan 47 .
- the room air radial fans 49 are arranged side by side, namely offset in the longitudinal direction, which runs parallel to the longitudinal sides 19, 21.
- the axially arranged air inlets of the row of radial room air fans 49 are arranged in the opposite direction to the air inlet of the fresh air fan 47 , which faces the fresh air inlet 39 in the rear 17 .
- the air inlets of the room air radial fans 49 face the heat exchanger 43 between which and the rear side 17 the room air radial fans 49 are arranged.
- the room air radial fans 49 are arranged under the flow channel 51 .
- the room air radial fans 49 are arranged along a line between the flow channel 51 and the room air outlet opening 35 runs in the longitudinal direction.
- the flow channel 51 is designed in such a way that it is a flow barrier to the room air radial fans 49, but allows air passage to the heat exchanger 43, so that the air from the flow channel 51 cannot flow directly to the room air radial fans 49, but via the heat exchanger 49 to the Room air centrifugal fans 48 must flow.
- the area surrounding the room air radial fan 49 is designed as a room air flow guide 65 in the form of a spiral housing, in that a curved wall runs around each room air radial fan 49 between the rear side 17 and heat exchanger 43, which conveys the supply air 57 flowing out of the room air radial fan 49 to the room air outlet opening 35 directs.
- the wall runs around it as a spiral arc moving away from the room air radial fan 49 and ends in an outlet of the room air outlet opening 35. In this way, the air flowing out of the room air radial fan 49 as supply air 57 is directed out of the housing 13 into the interior.
- the mixture of fresh air 53 and circulating air 55 leaves the housing 13 as supply air 57 through the room air outlet opening 35.
- the space between the walls of the room air flow guide 65 is advantageously filled (as indicated by the hatching in Figure 12) or at least covered, so that a barrier is formed for air escaping from the heat exchanger 43 in the depth direction and air can flow only or essentially via the in the room air flow guides 65 positioned room air radial fan 49 can exit from the heat exchanger 43.
- FIG. 13 shows a side sectional view in plane CC through the recirculation module 5.
- the room air inlet opening 33 and below the room air radial fan 49 the room air outlet opening 35 is arranged.
- the open areas above the room air inlet opening 33 and the room air outlet opening 35 are spatially separated.
- Above the Heat exchanger 43 runs between the heat exchanger 43 and the upper longitudinal side 19 of the housing 13 of the flow channel 51 in the longitudinal direction, which leads the fresh air 53 from the fresh air fan 47 to the top of the heat exchanger 43.
- the direct path from the flow channel 51 to the room air radial fans 49 is blocked, so that air can only flow through the heat exchanger 43 to the room air radial fans 49.
- an electronic controller 45 for the air recirculation module 5 is provided in the housing 13, which is not shown in the sectional views because of its position and compact dimensions.
- Figure 14 uses the longitudinal sectional view of the air recirculation module 5 from Figure 11 and arrows to show how the air recirculation module 5 works.
- Fresh air 53 is drawn in axially through fresh air inlet 39 by fresh air fan 47 .
- the fresh air 53 is cleaned by the filter 41 before it hits the fresh air fan 47 .
- the fresh air fan 47 diverts the fresh air 53 flowing into the housing 13 radially.
- the fresh air 53 is directed into the flow channel 51 by the fresh air flow guide 61 . This is supported by the housing 13 being closed below the fresh air fan 47 and a spatial separation acting as a barrier between the fresh air fan 47 and the heat exchanger 43 and the room air radial fans 49 being provided.
- the fresh air 53 flows along the flow channel 51 above the heat exchanger 43. With increasing distance from the fresh air fan 47, more and more fresh air 53 flows through the heat exchanger 43, so that the fresh air 53 is distributed in the heat exchanger 43. However, the portion of the outflowing fresh air 53 decreases along the path. The fresh air 53 is directed downwards in the vertical direction by the slats 63 .
- the fresh air is through the Room air radial fan 49 is sucked in, so that the fresh air 53 flows mainly in areas vertically above the room air radial fan 49 into the heat exchanger 43 and is directed by the fins 63 vertically in the direction of the room air radial fan 49, the fresh air then flows out of the heat exchanger 43 in the depth direction suck off
- the depth direction runs transversely to the longitudinal direction between the front side 15 and the back side 17.
- the room air flows as circulating air 55 through the room air inlet opening 33 into the heat exchanger 43 of the circulating air module. It is directed upwards in the vertical direction by the slats 63 . Room air flowing in the vertical direction as circulating air 55, which is directed to the room air radial fan 49, is discharged from the heat exchanger 43 by this. Room air flowing in the vertical direction as circulating air 55, which is guided past the radial room air fans 49 by the lamellae 63, in particular between them, flows into the flow duct 51.
- the circulating air 55 is deflected through the flow duct 51 and drawn in by the room air radial fans 49 so that the circulating air 55 flows back into the heat exchanger 43 mainly vertically above the room air radial fans 49 and is then discharged by the room air radial fans 49 .
- FIG. 14 The flows mentioned above are illustrated in FIG. 14 by means of arrows. Arrows for the air flows are also shown in FIG.
- the supply air 55 and the fresh air 53 mix during and after the flow through the room air radial fan 49 when the supply air 55 flows from below through the heat exchanger 43 and the fresh air 55 flows from above through the heat exchanger 43 and in the area of the air inlets of the room air Radial fans 49 meet, are sucked into the room air radial fans 49 in the depth direction and are derived through them.
- the circulating air 55 and the fresh air 53 are partially mixed in front of the room air radial fans 49 in the heat exchanger 43, in particular when the circulating air 55 and fresh air 53 follow the same path have, namely when the circulating air 55 deflected downwards in the flow channel 51 already meets there with the fresh air 53 flowing downwards.
- the mixture of fresh air 53 and circulating air 55 leaves the housing 13 as supply air 57 through the room air outlet opening 35.
- the room climate is improved by circulating and tempering the room air with the simultaneous admixture of fresh air 53 .
- the proportion of fresh air 53 added is small compared to the circulated room air, since a large part of the room air has to be passed through the heat exchanger 43 for cooling and heating.
- the proportion of room air that has to be renewed due to exhaling and inhaling building occupants and visitors is small and hardly influences the temperature control process.
- a typical maximum value for added fresh air is 20%.
- FIG. 15 shows a further exemplary embodiment of a recirculation module system with a mounting frame 11 and a recirculation module 5 in a three-dimensional representation.
- the mounting frame 11 can be designed as a dry construction frame, for example, and can be integrated into a building wall 1 .
- the mounting frame 11 provides space for the air recirculation module 5 to be used later.
- the mounting frame 11 has a cuboid basic shape, the underside of which is open, so that the air recirculation module 5 can be inserted into the mounting frame 11 from below.
- Fluid connections 67 which can be connected to heat exchanger connections 69 of the air circulation module 5 are on one end face of the mounting frame.
- the fluid connections 67 are connected to lines for the inflow and outflow of a working medium, which can emit cold or heat depending on the operating mode.
- the fluid connections 67 are advantageously provided with a valve to prevent the escape of the working medium if none Recirculation module 5 is used.
- electrical supply, communication and control connections are also provided in the mounting frame 11, which can be connected to lines routed to the mounting frame and take place through the supply, communication and control of the air recirculation module 5.
- fastening means 73 On the upper side of the mounting frame 11 are fastening means 73 which can be detachably connected to fastening means 71 of the air circulation module 5 .
- the air recirculation module 5 has a cuboid housing 13 in which a heat exchanger 43, room air radial fan 49 and a fresh air fan 47 (not shown in FIG. 15) are arranged, for example as described in connection with the previous exemplary embodiments.
- a heat exchanger 43 room air radial fan 49 and a fresh air fan 47 (not shown in FIG. 15) are arranged, for example as described in connection with the previous exemplary embodiments.
- fastening means 71 which can form a detachable connection with the fastening means 73 of the mounting frame 11 .
- the air recirculation module 5 is assembled by pushing it into the assembly frame 11 from below and then moving it sideways in the direction of the fluid connections 67 and thereby locking it. Due to the sideways movement, the fastening means 71 of the air recirculation module 5 engage in the corresponding fastening means 73 of the mounting frame 11 , so that a positive connection is formed by the interlocking fastening means 71 , 73 , which prevents the air recirculation module 5 from falling out.
- the heat exchanger connections 69 and the fluid connections 67 form a connection so that the working medium can flow through the heat exchanger 43 .
- the connections between heat exchanger ports 69 and fluid ports 67 are quick disconnects.
- Corresponding electrical connection means form electrical connections so that supply, communication and control of the air recirculation module 5 are made possible. Alternatively or additionally, communication and control can be radio-based.
- Figures 16 and 17 illustrate the assembly using a plan view of the assembly frame 11, in which the air recirculation module 5 has already been pushed from below.
- the fastening means 71 , 73 are aligned with one another, so that the bar-shaped fastening means 71 of the air recirculation module 5 engages in a recess in the fastening means 73 on the mounting frame 11 .
- the heat exchanger connections 69 and the fluid connections 67 are aligned with one another.
- FIG. 17 shows the locked state after the sideways movement, so that the fastening means 71, 73 engage in one another, in that the bar-shaped fastening means 71 has been pushed onto supports of the fastening means 73 in the mounting frame 11.
- the air recirculation module 5 can no longer fall out of the mounting frame 11.
- the fluid ports 67 and the heat exchanger ports 69 are connected. An electrical connection was also made.
- FIG. 18 shows a three-dimensional detailed view of the underside in the forehead area.
- a safety device is provided on the underside, in which a tongue-shaped, rotating safety plate 75 has been moved under the air-circulation module 5 in order to prevent the air-circulation module 5 from accidentally falling out, in particular when the air-circulation module 5 is removed.
- the opening on the underside in the Mounting frame 11 is released and the air recirculation module 5 can be moved into or out of the mounting frame 11 .
- the connections between the mounting frame 11 and the air recirculation module 5 described above are detachable.
- the connections between the heat exchanger connections 69 and the fluid connections 67 are released by a tool reaching into the mounting frame 11 from below.
- the safety plate 75 at the bottom is turned away and the air recirculation module 5 can after a Sideways movement, during which the fastening means 71 , 73 as well as heat exchanger connections 69 and fluid connections 67 are detached from one another and removed from the mounting frame 11 downwards.
- FIG. 19 shows a three-dimensional representation of the mounting frame 11 in which the air-circulation module 5 is arranged.
- a removable grille 37 which directs airflow and restricts access to the fans to prevent injury and damage.
- the room air radial fans 49 are of modular design, so that they can each be removed from the housing 13 as part of a fan module 50 with the entire fan module 50 and, if necessary, replaced without the entire air recirculation module 5 being removed from the mounting frame 11 and opened would have to.
- the fan module 50 comprises a module housing 77 which surrounds the room air radial fan 49 and has a room air flow guide and a module grid 79 on the underside, through which the air flows.
- Either the fresh air fan 47 or the room air radial fan 49 or both types of fan can be designed to be modular and thus individually removable. It is also conceivable to construct only some of the fans in a modular manner.
- FIG. 20 illustrates an assembly of an exemplary embodiment of a circulating-air module system with a circulating-air fan 11 and a mounting frame 11 in a suspended ceiling 81 .
- the ceiling 81 has slits for the air supply and discharge of the air circulation module 5, which is arranged in such a way that its underside faces the slit.
- a mounting frame 11 is provided for the air recirculation module 5, the open underside of which is aligned with the slot.
- the air recirculation module 5 can be inserted into the mounting frame 11 through the slot in the ceiling 81, for example as described in connection with the previous exemplary embodiments.
- the mounting frame 11 protrudes from the suspended ceiling 81 into the ceiling area 83 and can be attached to the ceiling of the building.
- a grid 37 is attached to the mounting frame 11 on the underside of the ceiling 8 in front of the slot.
- a fresh air access 40 whose position corresponds to the fresh air inlet 39 of the air recirculation module 50 .
- Fresh air is supplied via the ceiling area 83, into which fresh air can flow from the outside. This can be supported by a separate fan in the ceiling area 83 or in the building wall.
- the frame fresh air inlet 40 can advantageously be coupled with a fresh air supplying fresh air duct 85 in the ceiling area 83 through which fresh air is routed to the recirculation module 5 .
- Circulating air 55 from the room and incoming air into the room 57 are illustrated by arrows.
- FIG. 21 schematically illustrates a ventilation system with a number of air circulation modules 5 in the ceiling, which are supplied with fresh air 53 via a fresh air duct 85 in the ceiling area 83 .
- the fresh air duct 85 can be tubular or designed as a flat duct with a rectangular cross section. Branches lead to the recirculation modules 5 of the ventilation system.
- the fresh air 53 is sucked in from the outside through a filter via a fan and is supplied to the circulating air modules 5 through the fresh air 85 through their mounting frame 11 .
- a downstream silencer 93 reduces noise pollution.
- FIG. 22 shows an exemplary embodiment of a recirculation module 5 in a three-dimensional representation obliquely from above, which is particularly suitable for use in the ceiling area 83. It has several openings of the fresh air inlet 39 in the upper side area of the housing 13, through which the fresh air 53 in can be performed in a simple manner in the flow channel 51 and via the flow channel 51 to the heat exchanger 43.
- the fresh air duct 85 can easily be connected to the side of a mounting frame 11 with corresponding fresh air inlets.
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Abstract
Umluftmodul (5) mit Frischluftbeimischung, das in eine Gebäudewand (1) eines Innenraums einsetzbar oder an der Gebäudewand (1) des Innenraums befestigbar ist, umfassend - ein Gehäuse (13) mit einer dem Innenraum zugewandten Vorderseite (15) und einer gegenüberliegenden Rückseite (17) sowie mit einem Frischlufteinlass (39), einer Raumlufteintrittsöffnung (33) und einer Raumluftaustrittsöffnung (35), - einen im Gehäuse (13) angeordneten Wärmetauscher (43), - einen im Gehäuse (13) angeordneten Raumluft-Radiallüfter (49) mit einem axial angeordnetem Lufteinlass, der dem Wärmetauscher (43) zugewandt ist, sodass durch die Raumlufteintrittsöffnung (33) als Umluft (55) einströmende Raumluft durch den Wärmetauscher (43) saugbar ist, und - einen im Gehäuse (13) angeordneten Frischluft (53) zuführenden FrischluftLüfter (47), der zwischen der Vorderseite (15) und der Rückseite (17) des Gehäuses (13) seitlich neben dem Raumluft-Radiallüfter (49) angeordnet ist, wobei das Umluftmodul (5) ausgebildet ist, dass im Gehäuse (13) Frischluft (53) der Umluft (55) zugeführt wird und die Umluft (55) mit der beigemischen Frischluft (53) als Zuluft (57) aus der Raumluftaustrittsöffnung (35) strömt.
Description
UMLUFTMODUL UND UMLUFTMODULSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Umluftmodul mit Frischluftbeimischung, das nicht nur die Raumluft in einem Innenraum eines Gebäudes umwälzen, sondern ihr auch noch Frischluft beimischen kann. Ferner betrifft die Erfindung eine Umluftmodulsystem umfassend solch ein Umluftmodul und einen Montagerahmen.
In geschlossenen Gebäuden und Innenräumen mit einem Klimasystem zum Wärmen und zum Kühlen der Raumluft trägt Frischluftzufuhr nichtsdestotrotz zur Steigerung des Aufenthaltskomforts bei.
Die US 3 831 395 A zeigt eine schrankgroße Klimaanlage, bei der Raumluft als Umluft entlang eines ersten Wegs durch den Schrank strömt. Die Umluft strömt durch eine Kühlschlange oder einen Verdampfer, hinter dem eine Luftbewegungseinrichtung, die ein Lüfter sein kann, angeordnet ist. Frischluft kann durch eine Wandöffnung in die Klimaanlage strömen und sich mit der Umluft mischen.
Die DE 11 2011 101 405 T5 zeigt eine Belüftungsanordnung für ein Fenster, das am Rahmen angeordnet ist, mit einem Wärmetauschermodul, um einen Wärmetausch zwischen Luft, die von einem Außenraum eingeleitet wird, und Luft, die von einem Innenraum eingeleitet wird, ohne eine Mischung dazwischen zu ermöglichen.
Die DE 10 2010 016 077 A1 zeigt ein Klimatisierungsgerät zum Klimatisieren eines Raums mit Boden und einem darunter liegenden Hohlraum. Ein Ventilator ist im Hohlraum oder im unteren Bereich des Klimatisierungsgeräts angeordnet, damit Luft durch das Klimatisierungsgerät über den Hohlraum durch den Boden in den Raum strömt. In einem Mischbetrieb kann Frischluft und Raumluft durch das Klimatisierungsgerät strömen.
Die DE 203 13 693 U1 zeigt ein Klimatisierungsgerät mit einem Zuluftmodul mit einem Verdampfer und einem Frischluftventilator, einem Abluftmodul mit einem Kondensator und einem zweiten Ventilator sowie Anschlüssen für Abluft, Zuluft, Fortluft und Außenluft. Das Zuluftmodul und das Abluftmodul sind übereinander angeordnet.
Es stellt sich die Aufgabe, ein Umluftmodul zur Temperierung der Raumluft mit Frischluftbeimischung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Umluftmodul mit Frischluftbeimischung sowie ein Umluftmodulsystem mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.
Das Umluftmodul mit Frischluftbeimischung ist in eine Gebäudewand eines Innenraums einsetzbar oder an der Gebäudewand des Innenraums befestigbar. Das Umluftmodul umfasst ein Gehäuse mit einer dem Innenraum zugewandten Vorderseite und einer gegenüberliegenden Rückseite sowie mit einem Frischlufteinlass, einer Raumlufteintrittsöffnung und einer Raumluftaustrittsöffnung. Das Umluftmodul umfasst ferner einen im Gehäuse angeordneten Wärmetauscher, einen im Gehäuse angeordneten Raumluft-Radiallüfter mit einem axial angeordnetem Lufteinlass, der dem Wärmetauscher zugewandt ist, sodass durch die Raumlufteintrittsöffnung als Umluft einströmende Raumluft durch den Wärmetauscher saugbar ist. Ein im Gehäuse angeordneter Frischluft zuführender Frischluft-Lüfter ist zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gehäuses seitlich neben dem Raumluft-Radiallüfter angeordnet. Das Umluftmodul ist ausgebildet, dass im Gehäuse Frischluft der Umluft zugeführt wird und die Umluft mit der beigemischten Frischluft als Zuluft aus der Raumluftaustrittsöffnung strömt.
Umluft ist die ins Umluftmodul einströmende Raumluft. Zuluft strömt aus dem Umluftmodul in den Innenraum und ist die temperierte Umluft mit beigemischter Frischluft. Das Umluftmodul ist ausgebildet, die Raumluft in zumindest einem Innenraum des Gebäudes umzuwälzen und dabei zu temperieren. Zur Verbesserung des Raumklimas wird Frischluft beigemischt. Vorteilhafterweise ist das Umluftmodul ausgebildet, dass die Frischluft durch den Wärmetauscher saugbar ist und sich im Gehäuse mit der Umluft mischt. Durch die Frischluftbeimischung wird der Aufenthaltskomfort für ein- und ausatmende und damit Atemluft verbrauchende Personen erhöht. Das Umluftmodul wird üblicherweise fest an der Gebäudewand montiert oder in die Gebäudewand zumindest teilweise versenkt eingebaut, sodass die Rückseite des Gehäuses vom Innenrauminneren abgewandt ist. Im temperaturregulierenden Klimasystem des Gebäudes leistet das Umluftmodul einen Beitrag zur Temperaturregulation und Frischluftzufuhr. Obgleich es üblicherweise als separates Gerät ausgebildet ist, kann es als Modul des dezentral ausgestalteten Klimasystems angesehen werden, als Teil dessen es auch angesteuert werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist ein Stand-Alone-Betrieb möglich.
Das Umluftmodul ist an der Gebäudewand im Gebäudeinneren montierbar oder vorteilhafterweise in der Gebäudewand zumindest teilweise versenkbar, sodass es sowohl Zugriff auf die Raumluft, die das Umluftmodul durchströmt, als auch auf Frischluft hat. Die Gebäudewand, an der das Umluftmodul montiert wird, ist vorteilhafterweise eine den Innenraum vom Außenraum trennende Gebäudewand. Der Zugriff auf Frischluft kann beispielsweise durch eine Aussparung in der Gebäudewand erfolgen. Die Montage kann in einer Aussparung der Gebäudewand erfolgen, beispielsweise an der Oberseite einer Fenster- oder Türöffnung, was mit einem einfachen Frischluftzugriff einhergeht. Vorteilhafterweise erfolgt die Montage in einem Rollladenkasten, der ein kastenartiges Bauteil zur Aufnahme eines aufgerollten Rollladens ist. Die Montage erfolgt an der dem Innenraum zugewandten Seite des Rollladenkastens, sodass die Funktion des
Rollladenkastens und seines Rollladens nicht beeinträchtigt wird. Insgesamt ist das Umluftmodul ein sehr kompaktes Gerät, das ein rechteckförmiges, insbesondere flaches, rechteckförmiges Gehäuse haben kann, sodass es in zuvor beschriebener Weise im Gebäude montiert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist das Umluftmodul in einen Deckenbereich einsetzbar oder an einer Decke eines Innenraums befestigbar. In einer Ausführung ist das Umluftmodul in der Decke angeordnet, beispielsweise in einem Deckenbereich oberhalb einer abgehängten Decke. Der Zugriff auf Frischluft kann beispielsweise durch eine Aussparung in der Gebäudeaußenwand im Deckenbereich erfolgen. Alternativ ist ein Frischluft-Kanal vorgesehen, durch den Frischluft von außen zum Umluftmodul geführt wird. Alternativ kann das Umluftmodul an der Decke befestigt werden, sodass es in den Innenraum ragt.
Das Gehäuse umschließt den zumindest einen Raumluft-Radiallüfter, den Frischluft-Lüfter und den Wärmetauscher. Die Raumlufteintrittsöffnung und die Raumluftaustrittsöffnung sind Aussparungen im Gehäuse, durch die Raum lüft als Umluft in das Gehäuse strömt beziehungsweise als Zuluft aus dem Gehäuse strömt, nachdem die Temperierung und die Frischluftbeimischung der als Umluft eingeströmten Raum lüft erfolgt ist. Das Gehäuse hat eine Vorderseite und eine gegenüberliegende Rückseite, zwei gegenüberliegende Längsseiten und zwei gegenüberliegende Querseiten. Eine Längsrichtung verläuft zwischen den Querseiten, vorteilhafterweise parallel zu den Längsseiten. Eine Tiefenrichtung verläuft quer dazu zwischen Vorderseite und Rückseite.
Der Raumluft-Radiallüfter hat einen axial angeordneten Lufteinlass und einen radialen Luftauslass, sodass die Umluft, die durch den Wärmetauscher gesaugt worden ist, in axialer Richtung in den Raumluft-Radiallüfter eintritt und radial abgeleitet wird, bevor sie auf die Raumluftaustrittsöffnung strömt. Vorteilhafterweise ist ein Raumluft-Strömungslenker vorgesehen, der um den Raumluft-
Radiallüfter verläuft und ausgebildet ist, aus dem Raumluft-Radiallüfter ausströmende Luft zur Raumluftaustrittsöffnung zu lenken. Solch ein Raumluft-Strömungslenker kann als Spiralgehäuse ausgebildet sein.
Der Wärmetauscher ist als Luft- Wärmetauscher ausgebildet, thermische Energie durchströmender Luft auf einen ihn durchströmenden Fluidstrom zu übertragen oder umgekehrt. Der Fluidstrom strömt durch Rohrleitungen des Wärmetauschers, an denen die Raum lüft außen vorbeiströmt, sodass es zum Energietransfer kommt. Im Sommer wird die Kühlung der Raumluft angestrebt, indem die thermische Energie der Umluft durch den Fluidstrom im Wärmetauscher abgeführt wird, sodass die Umluft abkühlt. Zum Heizen der Raum lüft wird thermische Energie vom Fluidstrom auf die vorbeiströmende Umluft übertragen. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers wird die temperierte Umluft durch den Raumluft-Radiallüfter abgeleitet und strömt durch die Raumluftaustrittsöffnung aus dem Gehäuse. Vorteilhafterweise umfasst der Wärmetauscher Lamellen, die die Luft so lenken, dass sie vertikal, das heißt von einer der Längsseiten zur anderen Längsseite, durch den Wärmetauscher strömt. Die Lamellen sind in einem Ausführungsbeispiel Querlamellen deren Lamellenhauptfläche senkrecht zur Längsrichtung angeordnet ist, sodass die Luft in Tiefenrichtung entweichen könnte. Dies wird vorderseitig jedoch bereits durch die Vorderseite des Gehäuses verhindert. Die vertikal durch den Wärmetauscher strömende Luft kann jedoch durch die Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter an seiner Rückseite seitlich in Tiefenrichtung aus dem Wärmetauscher gesaugt werden.
Der Frischlufteinlass und der am Frischlufteinlass angeordnete Frischluft zuführende Lüfter sind zur Beimischung von Frischluft in die temperierte Umluft vorgesehen. Der Frischluft-Lüfter ist ausgebildet, Frischluft durch den Frischlufteinlass in das Gehäuse zu saugen, die der temperierten Umluft beigemischt wird. Der Frischluft-Lüfter ist vorteilhafterweise ebenfalls als Radiallüfter ausgebildet. Der Frischluft-Lüfter ist vorteilhafterweise seitlich neben dem Raumluft-
Radiallüfter angeordnet, sodass sie entlang einer Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind sie in einer Reihe auf einer Linie parallel zur Längsrichtung ausgerichtet. Ihre Einlässe weisen in entgegengesetzte Richtungen, vorteilhafterweise parallel beziehungsweise antiparallel zur Tiefenrichtung. Vorteilhafterweise ist außerdem ein Frischluft-Strömungslenker vorgesehen, der um den Frischluft-Lüfter verläuft und ausgebildet ist, aus dem Frischluft-Lüfter ausströmende Frischluft in einen Strömungskanal, der sie zum Wärmetauscher führt, zu lenken. Solch ein Frischluft-Strömungslenker kann eine spiralförmig um den Frischluft-Lüfter laufende Wand zwischen Vorder- und Rückseite aufweisen. Eine offene Seite der Wand mündet in den Strömungskanal und lenkt so die Frischluft dort hinein.
In einer Ausführung ist der Wärmetauscher zwischen einer Seite von Vorder- und Rückseite und dem Raumluft-Radiallüfter, dessen Lufteinlass dieser Seite zugewandt ist, angeordnet. Der Raumluft-Radiallüfter ist zwischen dem Wärmetauscher und der anderen Seite von Vorder- und Rückseite angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscher an der Vorderseite angeordnet und der Raumluft-Radiallüfter an der Rückseite. Die umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich. Vorteilhafterweise sind die Raumlufteintrittsöffnung und die Raumluftaustrittsöffnung an derselben Längsseite oder gegenüberliegenden Längsseiten des Gehäuses angeordnet, da an der Rückseite bereits der Frischlufteinlass vorgesehen ist. Die Vorderseite und Rückseite des Gehäuses lenken den Raumluftstrom in den Wärmetauscher und nach dem Durchströmen des Raumluft-Radiallüfters in Richtung der Raumluftaustrittsöffnung. Wenn der Wärmetauscher an der Vorderseite und der Raumluft-Radiallüfter an der Rückseite angeordnet ist, ist die Raumlufteintrittsöffnung in der Längsseite benachbart zur Vorderseite und die Raumluftaustrittsöffnung, vorteilhafterweise in derselben Längsseite, benachbart zur Rückseite angeordnet. Die Raumluft strömt als Umluft von unten ins Gehäuse, dort von vorne nach hinten und dann nach unten als Zuluft aus dem Gehäuse heraus.
In einer Ausführung ist der Raumluft-Radiallüfter einer aus einer Mehrzahl von Raumluft-Radiallüftern, die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gehäuses seitlich nebeneinander angeordnet sind, sodass die axial angeordneten Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter dem Wärmetauscher zugewandt sind. Der Frischluft-Lüfter ist als äußerer Lüfter benachbart zu einer der Querseiten angeordnet. Durch das Vorsehen mehrerer Raumluft-Radiallüfter, die insbesondere entlang einer Längsrichtung des Wärmetauschers angeordnet sind, kann ein langgestrecktes Umluftmodul für den Einbau in einem Rollladenkasten mit guter Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden. Eine Ebene verläuft durch die Raumluft-Radiallüfter, sodass die axial angeordneten Lufteinlässe von derselben Seite der Ebene wegweisen. Die axialen Rotationsachsen der Raumluft-Radiallüfter verlaufen, abgesehen von Maß- und Fertigungstoleranzen, senkrecht oder nahezu senkrecht zur Ebene und vorteilhafterweise, abgesehen von Maß- und Fertigungstoleranzen, parallel oder nahezu parallel zueinander. Obgleich die Raumluft-Radiallüfter axial versetzt in der Ebene angeordnet sein können, sind ihre Lufteinlässe vorteilhafterweise so ausgerichtet, dass sie in einer Ebene liegen oder nahezu in einer Ebene liegen und, abgesehen von Maß- und Fertigungstoleranzen, kein axialer Versatz der Raumluft-Radiallüfter auftritt.
Vorteilhafterweise umfasst das Umluftmodul einen Strömungskanal, der ausgebildet ist, die zugeführte Frischluft vom Frischluft-Lüfter zum Wärmetauscher zu führen, durch den die Frischluft mit dem oder den Raumluft-Radiallüftern saugbar ist. In einer Ausführung verläuft der Strömungskanal zwischen dem Wärmetauscher und einer Längsseite des Gehäuses und ist an der dem Wärmetauscher zugewandten Seite offen oder weist mehrere Öffnungen auf. Diese Längsseite ist vorteilhafterweise gegenüberliegend zur Längsseite, in der die Raumlufteintrittsöffnung und die Raumluftaustrittsöffnung sind. Der Strömungskanal ist als Strömungsbarriere zu den Raumluft-Radiallüftern ausgebildet, sodass die Luft aus dem Strömungskanal direkt weder zur
Raumluftaustrittsöffnung noch zu den Raumluft-Radiallüftern strömen kann, sondern zunächst durch den Wärmetauscher strömen muss. So strömt die Frischluft von einer der Längsseiten vertikal, beispielsweise von oben nach unten, durch den Wärmetauscher und die Raumluft von der gegenüberliegenden Längsseite vertikal, beispielsweise von unten nach oben, durch den Wärmetauscher. Wegen der Saugwirkung des oder der Raumluft-Radiallüfter strömt ein Großteil von Frischluft und Raumluft vertikal auf die Einlässe der Raumluft-Radiallüfter und wird beim Aufeinandertreffen in den Radial-Raumlüftern gemischt. Die von dem oder den Raumluft-Radiallüftern abgeleitete Frischluft vermischt sich mit der Umluft, die der oder die Raumluft-Radiallüfter gleichzeitig durch den Wärmetauscher gesaugt haben. Aber auch vor und nach den Radial-Raumlüftern kommt es durch Verwirbelungen und Umlenkungen zur Luftmischung.
Auch im Wärmetauscher findet bereits eine Vermischung von aus gegenüberliegenden Seiten in den Wärmetauscher einströmender Frischluft und Umluft statt.
Ein Umluftmodulsystem umfasst das oben beschriebene Umluftmodul und einen Montagerahmen, der in der Gebäudewand integrierbar ist und in den das Umluftmodul einschiebbar und darin befestigbar ist, sodass das Umluftmodul in einer Gebäudewand versenkt montierbar ist. Solch ein Montagerahmen kann ein Trockenbaurahmen sein und beispielsweise in eine Gebäudewand eines Fertighauses integriert sein.
Vorteilhafterweise ist der Montagerahmen in einen Rollladenkasten einbaubar, sodass die Rückseite des im Montagerahmen eingeschobenen Umluftmoduls einem Rollladenkasteninneren zugewandt ist. Der Einbau in den Rollladenkasten geht mit einer vorteilhaften Platzierung des Umluftmoduls über dem Fenster einher und ermöglich einen einfachen Frischluftzugang durch den Rollladenkasten. In einer Ausführung ist der Montagerahmen in den Rollladenkasten einbaubar, sodass die Raumlufteintrittsöffnung und die Raumluftaustrittsöffnung an einer unteren Längsseite des Gehäuses sind, die zumindest teilweise eine
innenraumseitige Oberseite einer Fensteröffnung ausbildet. Bis auf die Raumlufteintrittsöffnung und die Raumluftaustrittsöffnung an einer unteren Längsseite kann dieses Umluftmodul vollständig unter einer Wandverkleidung, beispielsweise einen Gipskarton oder Putz, verschwinden.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Vorderansicht einer Gebäudewand eines Innenraums,
Figur 2 in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Umluftmoduls in einem Rollladenkasten,
Figur 3 eine dreidimensionale Rückansicht eines Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls mit einem Montagerahmen,
Figur 4 eine dreidimensionale Vorderansicht des Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls mit dem Montagerahmen,
Figur 5 eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls, bei dem die vordere Gehäusewand entfernt worden ist,
Figur 6 eine schematische Rückansicht des Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls, bei dem die rückseitige Gehäusewand entfernt worden ist,
Figur 7 eine Seitenschnittansicht des Umluftmoduls,
Figur 8 eine schematische Seitenschnittansicht eines Frischlufteinlasses, eines Filters und eines Frischluft-Lüfters,
Figur 9 eine schematische Vorderansicht eines Frischluftlüfters im Ge- häuse,
Figur 10 eine dreidimensionale Rückansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls,
Figur 11 eine Längsschnittansicht des Umluftmoduls,
Figur 12 eine weitere Längsschnittansicht des Umluftmoduls,
Figur 13 eine Seitenschnittansicht des Umluftmoduls,
Figur 14 Strömungen durch das Umluftmodul anhand einer Längsschnittansicht,
Figur 15 ein Ausführungsbeispiel eines Umluftmodulsystems,
Figur 16 eine Draufsicht auf einen Montagerahmen, in den ein Umluftmodul eingeschoben worden ist,
Figur 17 eine weitere Draufsicht auf den Montagerahmen, in den das Umluftmodul eingeschoben worden ist,
Figur 18 eine dreidimensionale Detailansicht des Umluftmodulsystems,
Figur 19 eine dreidimensionale Darstellung des Umluftmodulsystems,
Figur 20 schematisch ein deckenmontiertes Ausführungsbeispiel eines Umluftmodulsystems,
Figur 21 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Belüftungssystems, und
Figur 22 eine dreidimensionale Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bezeichnungen wie „vorn7„hinten“, „oben“/„unten“ oder ähnliche dienen dem einfacheren und anschaulicheren Verständnis der Ausführungsbeispiele und bezeichnen nicht notwendigerweise absolute Lagen im Raum, sondern die Relativpositionen der Merkmale zueinander.
Figur 1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Gebäudewand 1 eines Innenraums mit einem Fenster 3, in die ein Ausführungsbeispiel eines Umluftmoduls 5 eingesetzt ist.
Die Gebäudewand 1 mit dem Fenster 3 ist eine Außenwand eines Gebäudes.
Solch eine Gebäudewand 1 kann als Fertigbauwand eines Fertighauses ausgebildet sein. Oberhalb der Fensteröffnung ist das Umluftmodul 5 angeordnet, das sich in diesem Ausführungsbeispiel über die gesamte Fensterbreite erstreckt.
Das Umluftmodul 5 ist in die Gebäudewand 1 eingesetzt, sodass es darin versenkt ist. Eine Vorderseite des Umluftmoduls 5 ist zum Innenraum gewandt. Die Vorderseite des Umluftmoduls 5 kann bündig mit der Gebäudewand 1 abschließen oder, wie in diesem Ausführungsbeispiel, unter einer Wandverkleidung, beispielsweise einer Gipskartonplatte oder Putz, angeordnet sein. Insbesondere kann das Umluftmodul 5 in einem Rollladenkasten oder einer Rollladenkastenöffnung über der Fensteröffnung eingesetzt sein. Bei alternativen
Ausführungsbeispielen kann das Umluftmodul 5 teilweise aus der Gebäudewand 1 herausragen oder auf dieser montiert sein.
Das Umluftmodul 5 ist ausgebildet, Raumluft des Innenraums zu heizen, zu kühlen und mit Frischluft anzureichen. Das Umluftmodul 1 ist in oder auf der Gebäudewand 1 so montierbar, dass eine Raumlufteintrittsöffnung und eine Raumluftaustrittsöffnung im Umluftmodul 5 im Gebäudeinneren angeordnet sind und das Umluftmodul 5 einen Frischluftzugang, beispielsweise durch den Rollladenkasten, hat. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine untere Längsseite des Umluftmoduls 5, die zumindest teilweise eine obere Abdeckung der Fensteröffnung ausbildet, zugänglich, sodass Raumluft als Umluft in das Umluftmodul 5 einströmen und Zuluft, die die temperierte Umluft mit Frischluftbeimischung ist, ausströmen kann.
Vorteilhafterweise ist das Umluftmodul 5 in einen Montagerahmen, beispielsweise einen Trockenbaurahmen, einsetzbar, der in die Gebäudewand 1 integriert ist. Bei einer als Fertigbauwand ausgebildeten Gebäudewand 1 ist solch ein Montagerahmen vorteilhafterweise bereits bei deren Herstellung eingebaut und in die Gebäudewand 1 integriert worden, um Platz für das später einzusetzende Umluftmodul 5 bereitzustellen. Der Montagerahmen ist vorteilhafterweise in den Rollladenkasten integriert.
Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Umluftmoduls 5 in einem Rollladenkasten 7 montiert ist. Der Rollladenkasten 7 ist oberhalb eines Fensters in der Gebäudewand 1 angeordnet, die Innenraum und Außenraum voneinander trennt. Das Umluftmodul 5 wird oberhalb des Fensters 3 an der dem Innenraum zugewandten Seite des Rollladenkastens 7 montiert, sodass eine Rückseite 17 des Umluftmoduls 5 dem Rollladenkasteninneren zugewandt ist und eine Raumlufteintrittsöffnung und eine Raumluftaustrittsöffnung, die an einer unteren Längsseite 21 des Umluftmoduls
5 angeordnet sind, im Innenraum positioniert sind und die untere Längsseite 21 zumindest teilweise eine Oberseite der Fensteröffnung ausbildet. Eine Vorderseite 15 des Umluftmoduls 5 ist von einer Wandverkleidung 9, beispielsweise einer Gipskartonplatte, bedeckt, um eine ebene Wandfläche oberhalb des Fensters 3 auszubilden.
Figur 3 zeigt eine dreidimensionale Rückansicht eines Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls 5 mit einem Montagerahmen 11 .
Das Umluftmodul 5 umfasst ein Gehäuse 13 mit einer Vorderseite 15, einer gegenüberliegenden Rückseite 17, einer oberen Längsseite 19 und einer gegenüberliegenden unteren Längsseite 21 sowie zwei gegenüberliegende Querseiten 23, 25. Die Grundform des Gehäuses 13 ist ein langgestreckter Quader und ist so dimensioniert, dass es in einen Rollladenkasten 7 einbaubar oder daran befestigbar ist. Das Gehäuse 13 ist flach ausgebildet, sodass es vollständig in der Gebäudewand 1 versenkt werden kann und die Vorderseite 15 von einer Wandverkleidung 9 bedeckt werden kann.
In der Rückseite 17 des Gehäuses 13 ist ein als Aussparung ausgebildeter Frischlufteinlass 39 angeordnet, durch den Frischluft ins Gehäuse 13 strömen kann. Die Aussparung ist in einem Bereich der Rückseite 17, der benachbart zu einer der Querseiten 23 ist, vorgesehen. Im Gehäuseinneren ist vor der Aussparung ein Filter 41 vorgesehen, um die einströmende Frischluft zu reinigen.
Der Montagerahmen 11 ist üblicherweise aus Metall. Er erstreckt sich entlang der oberen Längsseite 19 und weist parallel zu und beabstandet von den Querseiten 23, 25 verlaufende metallene Zungen 27 auf, an denen er in der Gebäudewand 1 befestigt werden kann. Ferner weist der Montagerahmen 11 Streben 29 vorderseitig und rückseitig des Umluftmoduls 5 auf sowie eine
Einschuböffnung, durch die das Umluftmodul 5 von unten in den Montagerahmen 11 einschiebbar ist.
An der vorderseitigen unteren Kante ist ein L-förmiges Profil 59 vorgesehen, dass eine Wandverkleidung 9 abstützt, die das in die Gebäudewand 1 eingesetzte Umluftmodul 5 abdeckt.
Das Umluftmodul 5 ist in den Montagerahmen 11 , der in der Gebäudewand 1 , insbesondere im Rollladenkasten 7 integrierbar ist, von unten einschiebbar. Bei der Montage wird das Umluftmodul 5 in den Montagerahmen 11 geschoben und verriegelt, sodass es dann nur noch von unten zugänglich ist.
An der oberen Längsseite 19 des Gehäuses 13 sind drehbare flache Riegel 31 , deren Breite nicht größer als die Breite des Gehäuses 13 ist. Beim Einschieben in den Montagerahmen sind die Riegel 31 in Längsrichtung ausgerichtet. Nach dem Einschieben ist das Umluftmodul 5 nur noch von unten zugänglich. Die Riegel 31 werden gedreht, sodass sie vorderseitig und/oder rückseitig über die Längsseite 13 ragen und in korrespondierende Schlitze im Montagerahmen 11 eingreifen. Diese ungefähr Viertel Drehung erfolgt durch ein von unten ins Gehäuse 13 eingreifendes Werkzeug. Durch die ausgeschwenkten Riegel 31 wird das Umluftmodul 5 im Montagerahmen 11 gehalten und verriegelt.
Figur 4 zeigt eine dreidimensionale Vorderansicht des Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls 5.
An der unteren Längsseite 21 sind eine Raumlufteintrittsöffnung 33 und eine Raumluftaustrittsöffnung 35 angeordnet, durch die Raumluft als Umluft in beziehungsweise als Zuluft aus dem Gehäuse 13 strömt. Die Raumlufteintrittsöffnung 33 ist langgestreckt ausgebildet und benachbart zur Vorderseite 15 angeordnet. Die Raumluftaustrittsöffnung 35 ist langgestreckt ausgebildet und benachbart
zur Rückseite 17 angeordnet. Zum Schutz der Komponenten im Gehäuseinneren und zur Beeinflussung des Strömungsverhaltens sind an der Raumlufteintrittsöffnung 33 und an der Raumluftaustrittsöffnung 35 Lamellen sowie ein Gitter 37 vorgesehen, das magnetisch fixiert ist, um von unten leichten Zugang zum Umluftmodul 5 zu ermöglichen, insbesondere zum Verriegeln und Entriegeln im Montagerahmen 11 beim Einbau beziehungsweise Ausbau.
Durch die zugängliche untere Längsseite 21 strömt Raumluft als Umluft in das Umluftmodul 5 und nach dem Erwärmen oder Abkühlen sowie dem Zufügen von Frischluft als Zuluft aus dem Umluftmodul 5 heraus.
Figur 5 zeigt schematisch eine Vorderansicht des Umluftmoduls 5, bei dem die vordere Gehäusewand entfernt worden ist.
Im Gehäuseinneren ist ein Wärmetauscher 43 angeordnet, der entlang der Vorderseite 15 verläuft. Der Wärmetauscher 43 verläuft zwischen den Querseiten 23, 25, jedoch nicht bis an sie heran, sodass die seitlichen Randbereiche benachbart zu den Querseiten 23, 25 Platz für weitere Komponenten bieten. In diesen Randbereichen ist einerseits eine Steuerung 45 und andererseits ein Frischluft-Lüfter 47 neben dem Wärmetauscher 43 vorgesehen. Der Wärmetauscher 43 hat eine flache quaderförmige Grundform und weist beispielhaft Querlamellen auf. Seine Unterseite ist über der Raumlufteintrittsöffnung 33 angeordnet, sodass als Umluft einströmende Raum lüft auf den Wärmetauscher 43 trifft.
Benachbart zu einer Querseite 25 ist die elektronische Steuerung 45 für das Umluftmodul 5 zwischen der Vorder- und Rückseite 15, 17 seitlich neben dem Wärmetauscher 43 vorgesehen. Die Steuerung 45 steuert den Betrieb des Umluftmoduls 5, insbesondere Erwärmen und Kühlen der Raumluft und die Frischluftzufuhr. Die Steuerung 45 kann im Datenaustausch mit anderen Komponenten eines Klimasystems, von denen das Umluftmodul 5 nur ein Teil ist, stehen
und entweder zentral oder durch ein geeignetes (Fern-)Bedienelement auch direkt angesteuert werden. In der Steuerung 45 sind weitere Funktionselemente vorgesehen: eine Stromversorgung für die Komponenten des Umluftmoduls 5, ein Rechner/CPU sowie Sensoren für Temperatur und Feuchtigkeit und optional ein Wasseranschluss für die Befeuchtung der Umluft.
Benachbart zur anderen Querseite 23 sind der Frischluft-Lüfter 47 zum Einsaugen und Verteilen von Frischluft und der Filter 41 , um die einströmende Frischluft zu reinigen, zwischen der Vorder- und Rückseite 15, 17 und seitlich neben dem Wärmetauscher 43 angeordnet. Der Filter 41 ist zwischen dem Frischlufteinlass 39 und dem Frischluft-Lüfter 47 angeordnet.
Figur 6 zeigt eine schematische Rückansicht des Umluftmoduls 5, bei dem die hintere Gehäusewand und der Filter 41 entfernt worden sind.
Im Gehäuseinneren sind eine Mehrzahl von Raumluft-Radiallüftern 49 mit jeweils einem axial angeordnetem Lufteinlass angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Raumluft-Radiallüfter 49 vorgesehen, die nebeneinander entlang der Rückseite 17 angeordnet sind, sodass ihre Lufteinlässe dem Wärmetauscher 43 zugewandt sind. Die Raumluft-Radiallüfter 49 sind nebeneinander zwischen dem Frischluft-Lüfter 47 und der Steuerung 45 entlang der Längsrichtung angeordnet. Eine Ebene verläuft durch die Raumluft-Radiallüfter 49, sodass deren axial angeordnete Lufteinlässe von derselben Seite der Ebene weg und zum Wärmetauscher 43 weisen. Die Raumluft-Radiallüfter haben jeweils eine Rotationsachse, um die sich ein Lüfterrad dreht. Die Rotationsachsen und damit die Lufteinlässe verlaufen senkrecht zur Ebene und sie verlaufen parallel zueinander.
Der Frischluft-Lüfter 47 ist ebenfalls als Radiallüfter ausgebildet und seitlich neben der Reihe von Raumluft-Radiallüftern 49 angeordnet, sodass er zwischen
diesen und der Querseite 23 positioniert ist. Die Ebene durch die Raumluft-Radiallüfter 49 verläuft auch durch den Frischluft-Lüfter 47. Sein axial angeordneter Lufteinlass ist zum Frischlufteinlass 39 in der Rückseite 17 gewandt, sodass er in die entgegengesetzte Richtung wie die Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter 49 weist.
Figur 7 zeigt eine Seitenschnittansicht des Umluftmoduls 5. Der Schnitt verläuft durch einen der Raumluft-Radiallüfter 49. Unterhalb des Wärmetauschers 43 ist die Raumlufteintrittsöffnung 33 und unterhalb der Raumluft-Radiallüfter 49 ist die Raumluftaustrittsöffnung 35 angeordnet. Die offenen Bereiche oberhalb der Raumlufteintrittsöffnung 33 und der Raumluftaustrittsöffnung 35 sind räumlich getrennt. Oberhalb des Wärmetauschers 43 verläuft zwischen dem Wärmetauscher 43 und der oberen Längsseite 19 des Gehäuses 13 ein Strömungskanal 51 in Längsrichtung, der die Frischluft 53 vom Frischluft-Lüfter 47 zur Oberseite des Wärmetauschers 43 führt. Der direkte Weg vom Strömungskanal 51 zu den Raumluft-Radiallüftern 49 ist blockiert und nur durch den Wärmetauscher 43 möglich.
Figur 8 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des Frischlufteinlasses 39, des Filters 41 und des Frischluft-Lüfters 47. Frischluft 53 wird durch den Frischluft-Lüfter 47 axial durch den als Aussparung ausgebildeten Frischlufteinlass 39 angesaugt. Bevor sie auf den Frischluft-Lüfter 47 trifft, wird die Frischluft 53 durch den Filter 41 gereinigt. Der Frischluft-Lüfter 47 leitet die ins Gehäuse 13 einströmende Luft radial ab, sodass sie in den Strömungskanal 51 gelenkt wird. Dies wird unterstützt, indem das Gehäuse 13 unterhalb des Frischluft-Lüfters 47 geschlossen ist und eine räumliche Trennung, beispielsweise eine Wand, zwischen dem Frischluft-Lüfter 47 und den Raumluft-Radiallüftern 49 vorgesehen ist.
Figur 9 zeigt schematisch eine Vorderansicht des Frischluftlüfters 47. Der Frischluft-Lüfter 47 leitet die ins Gehäuse 13 einströmende Frischluft 53 radial ab, sodass sie entlang der Querseite 23 nach oben in den über dem Frischluft- Lüfter 47 verlaufenden Strömungskanal 51 strömt und von dort zum Wärmetauscher 43 gelenkt wird.
Figuren 6 und 7 veranschaulichen ebenso wie die Figuren 8 und 9 anhand der Pfeile für Frischluft 53, Umluft 55 und Zuluft 57 den Betrieb des Umluftmoduls 5. In das Umluftmodul 5 strömende Raum lüft wird als Umluft 55 bezeichnet. In den Innenraum aus dem Umluftmodul 5 herausströmende Luft wird als Zuluft 57 bezeichnet. Im Betrieb saugen die Raumluft-Radiallüfter 49 die Raumluft als Umluft durch die Raumlufteintrittsöffnung 33 und durch den Wärmetauscher 43 und leiten sie radial ab, sodass sie als Zuluft 57 durch die Raumluftaustrittsöffnung 35 aus dem Gehäuse 13 strömt. Beim Durchströmen des Wärmetausches 43 führt die Wechselwirkung der Umluft 55 mit dem Wärmetauscher 43 zu einer Temperaturveränderung der Raumluft. Im Kühlbetrieb ist die Raumluft auch im Sommer angenehm kühl temperiert. Im Winter wird vornehmlich geheizt.
Parallel zum Umwälzen und Temperieren der Raumluft erfolgt eine Frischluftbeimischung zur Umluft 55 durch den Frischluft-Lüfter 47. Dieser saugt Frischluft 53 in axialer Richtung durch den Frischlufteinlass 39 in der Rückseite 17 des Gehäuses 13 und leitet die radial ab, sodass sie durch den Strömungskanal 51 auf die Oberseite des Wärmetauschers 43 gelenkt wird. Auch die Frischluft 53 wird durch die Raumluft-Radiallüfter 49 durch den Wärmetauscher 43 gesaugt und radial abgelenkt, sodass die mit der Umluft 55 vermischte Frischluft 53 ebenfalls durch die Raumluftaustrittsöffnung 17 als Zuluft 57 ausströmt. Wegen der randseitigen Anordnung des Frischluft-Lüfters 47 wird die Frischluft 53 vornehmlich von den zum Frischluft-Lüfter 47 benachbarten Raumluft-Radiallüf- tern 49 durch den Wärmetauscher 43 gesaugt. Dies veranschaulichen die Pfeile mit dem Bezugszeichen 53 in Figur 6. Trotz der ungleichmäßigen Verteilung
stellt sich eine für ein wohliges Innenraumklima rausreichende Mischung ein, wobei die Umluft 55 und die Frischluft 53 zwischen den Luftauslässen der Raumluft-Radiallüfter 49 und der Raumluftaustrittsöffnung 35 durch die Verwirbelungen beim Austritt aus den Raumluft-Radiallüftern 49 zusätzlich vermischt werden.
Figur 10 zeigt eine dreidimensionale Rückansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Umluftmoduls 5 ohne Montagerahmen.
Das Umluftmodul 5 umfasst ein Gehäuse 13 mit einer Vorderseite 15, einer gegenüberliegenden Rückseite 17, einer oberen Längsseite 19 und einer gegenüberliegenden unteren Längsseite 21 sowie zwei gegenüberliegende Querseiten 23, 25. Die Grundform des Gehäuses 13 ist ein langgestreckter Quader und ist vorteilhafterweise so dimensioniert, dass es in einen Rollladenkasten 7 einbaubar oder daran befestigbar ist. Das Gehäuse 13 ist flach ausgebildet, sodass es vollständig in der Gebäudewand 1 versenkt werden kann und die Vorderseite 15 von einer Wandverkleidung 9 bedeckt werden kann. Alternativ kann das Gehäuse 13 bündig mit der Gebäudewand 1 verlaufen und beispielsweise durch eine Tapete in einfacher Weise bedeckt werden.
In der Rückseite 17 des Gehäuses 13 ist ein als rechteckige Aussparung ausgebildeter Frischlufteinlass 39 angeordnet, durch den Frischluft ins Gehäuse 13 strömen kann. Die Aussparung ist in einem Bereich der Rückseite 17, der benachbart zu einer der Querseiten 23 ist. Im Gehäuseinneren ist vor der Aussparung ein Filter 41 vorgesehen, um die einströmende Frischluft zu reinigen.
Das Gehäuse 13 kann mit einem Montagerahmen 11 versehen werden, wie er beispielhaft in Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben worden ist, jedoch in Figur 10 nicht dargestellt ist. An der oberen Längsseite 19 des Gehäuses 13 sind drehbare flache Riegel 31 , durch die das Gehäuse 13 im Montagerahmen 11
verriegelbar ist, wie bereits in Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben worden ist.
In der Figur 10 sind drei Schnittebenen A-A, B-B und C-C eingezeichnet, deren Schnittansichten in den folgenden Figuren dargestellt sind.
Figur 11 zeigt eine Längsschnittansicht in der Ebene A-A durch das Umluftmodul.
An der unteren Längsseite 21 sind eine Raumlufteintrittsöffnung 33 und eine Raumluftaustrittsöffnung 35 angeordnet, durch die Raumluft als Umluft 55 in beziehungsweise als Zuluft 57 aus dem Gehäuse 13 strömt. Die in Figur 11 sichtbare Raumlufteintrittsöffnung 33 ist langgestreckt ausgebildet und benachbart zur Vorderseite 15 angeordnet.
In einem oberen Gehäusebereich ist ein Strömungskanal 51 angeordnet, der entlang der oberen Längsseite 19 verläuft und als langgestreckter, rechteckiger Hohlraum zwischen der Vorderseite 15 und der Rückseite 17 ausgebildet ist.
Benachbart zu einer der Querseiten 23 ist ein Bereich für einen Frischluft-Lüfter 47 und den Filter 41 vorgesehen, der sich zwischen der Vorder- und Rückseite 15, 17 erstreckt. Der Filter 41 ist ausgebildet, die einströmende Frischluft 53 zu reinigen. Der Filter 41 (in Figur 11 nicht dargestellt) ist zwischen dem Frischlufteinlass 39 und dem Frischluft-Lüfter 47 angeordnet. Der Frischluft-Lüfter 47 ist zum Einsaugen und Verteilen von Frischluft 53 ausgebildet. Der Frischluft-Lüfter 47 ist ein Radial-Lüfter und ausgebildet Frischluft 53 in axialer Richtung durch den Frischlufteinlass 39 und den Filter 41 zu saugen und sie radial abzuleiten. Um den Frischluft-Lüfter 47 verläuft zwischen Vorder- und Rückseite ein als gekrümmte Wand ausgebildeter Frischluft-Strömungslenker 61 , der die aus dem Frischluft-Lüfter 47 radial ausströmende Frischluft 53 in den
Strömungskanal 51 lenkt. Die Wand verläuft als sich umlaufend zunehmend vom Frischluft-Lüfter 47 entfernender Spiralbogen um den Frischluft-Lüfter 47 herum und mündet in den Strömungskanal 51 , sodass die durch den Frischluft- Lüfter 47 angesaugte Frischluft 53 nach oben in den Strömungskanal 51 gelenkt wird.
Im Gehäuseinneren ist ein Wärmetauscher 43 an der Vorderseite 15 angeordnet. Der Wärmetauscher 43 verläuft in Längsrichtung zwischen der anderen Querseite 25 und dem Frischluft-Lüfter 47, von dem er durch eine Wand getrennt ist, sodass die Frischluft 53 nicht in Längsrichtung direkt vom Frischluft- Lüfter 47 direkt auf den Wärmetauscher 43 strömen kann. Der Wärmetauscher 43 ist zwischen dem Strömungskanal 51 und der Raumlufteintrittsöffnung 33 angeordnet. Der Strömungskanal 51 ist an seiner dem Wärmetauscher 43 zugewandten unteren Seite offen, sodass Luft aus dem Strömungskanal 51 auf den Wärmetauscher 43 strömen kann. In Tiefenrichtung erstreckt sich der Wärmetauscher 43 zwischen der Vorderseite 15 und den Raumluft-Radiallüftern 49.
Der Wärmetauscher 43 hat eine flache quaderförmige Grundform. Er umfasst Querlamellen 63, die sich zwischen seiner Vorder- und Rückseite erstrecken und von oben nach unten verlaufen. Der in der Figur 11 gezeigte Abstand der Lamellen 63 ist nicht maßstäblich. Durch die von oben nach unten verlaufenden Lamellen 63 wird der Luftstrom durch den Wärmetauscher 43 in Vertikalrichtung gelenkt. Ein vorder- oder rückseitiger Luftaustritt wäre bei diesen Lamellen 63 grundsätzlich möglich, wird vorderseitig jedoch durch die Vorderseite 15 des Gehäuses 13 verhindert. Alternativ oder zusätzlich können vorder- und rückseitige Wärmetauscherwände vorgesehen sein, die den seitlichen Luftaustritt verhindern und durch geeignete Aussparungen lediglich Luftauslass in Tiefenrichtung zu den Raumluft-Radiallüftern 49 erlauben.
Durch die Positionierung des Wärmetauschers 43 zwischen dem Strömungskanal 51 und der Raumlufteintrittsöffnung 33 und die Ausrichtung seiner Lamellen 63 trifft als Umluft 55 einströmende Raumluft von unten auf den Wärmetauscher 43 und wird vertikal nach oben gelenkt. Frischluft 55 trifft von oben aus dem Strömungskanal 55 oben auf den Wärmetauscher 43 und wird vertikal nach unten gelenkt.
Figur 12 zeigt eine Längsschnittansicht in der Ebene B-B durch das Umluftmodul 5, wobei die Schnittebene in einem rückseitigeren Bereich des Umluftmoduls 5 verläuft.
Im Gehäuseinneren sind eine Mehrzahl von Raumluft-Radiallüftern 49 mit jeweils einem axial angeordnetem Lufteinlass angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Raumluft-Radiallüfter 49 vorgesehen, die nebeneinander entlang der Rückseite 17 angeordnet sind, sodass ihre Lufteinlässe dem Wärmetauscher 43 zugewandt sind. Die Raumluft-Radiallüfter 49 sind nebeneinander zwischen Frischluft-Lüfter 47 und Filter 41 , die in Tiefenrichtung übereinander angeordnet sind, sowie der vom Frischluft-Lüfter 47 abgewandte Querseite 25 angeordnet. Die Raumluft-Radiallüfter 49 sind nebeneinander, nämlich in Längsrichtung, die parallel zu den Längsseiten 19, 21 verläuft, versetzt angeordnet.
Die axial angeordneten Lufteinlässe der Reihe von Raumluft-Radiallüftern 49 sind in entgegengesetzter Richtung zum Lufteinlass des Frischluft-Lüfters 47 angeordnet, welcher zum Frischlufteinlass 39 in der Rückseite 17 gewandt ist. Die Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter 49 sind zum Wärmetauscher 43 gewandt, zwischen dem und der Rückseite 17 die Raumluft-Radiallüftern 49 angeordnet sind. Die Raumluft-Radiallüfter 49 sind unter dem Strömungskanal 51 angeordnet. Zudem sind die Raumluft-Radiallüfter 49 entlang einer Linie angeordnet, die zwischen dem Strömungskanal 51 und der Raumluftaustrittsöffnung
35 in Längsrichtung verläuft. Der Strömungskanal 51 ist derart ausgebildet, dass er eine Strömungsbarriere zu den Raumluft-Radiallüftern 49 ist, aber Luftdurchlass zum Wärmetauscher 43 erlaubt, sodass die Luft vom Strömungskanal 51 nicht direkt auf die Raumluft-Radiallüfter 49 strömen kann, sondern über den Wärmetauscher 49 zu den Raumluft-Radiallüftern 48 strömen muss.
Der die Raumluft-Radiallüfter 49 umgebende Bereich ist jeweils als Raumluft- Strömungslenker 65 in Form eines Spiralgehäuses ausgebildet, indem um jeden Raumluft-Radiallüfter 49 eine gekrümmte Wand zwischen Rückseite 17 und Wärmetauscher 43 verläuft, der die aus dem Raumluft-Radiallüfter 49 ausströmende Zuluft 57 zur Raumluftaustrittsöffnung 35 lenkt. Die Wand verläuft als sich zunehmend vom Raumluft-Radiallüfter 49 entfernender Spiralbogen um ihn herum und mündet in einen Auslass der Raumluftaustrittsöffnung 35. So wird die als Zuluft 57 aus dem Raumluft-Radiallüfter 49 ausströmende Luft aus den Gehäuse 13 heraus in den Innenraum gelenkt. Die Mischung von Frischluft 53 und Umluft 55 verlässt als Zuluft 57 durch die Raumluftaustrittsöffnung 35 das Gehäuse 13.
Der Raum zwischen den Wänden der Raumluft-Strömungslenker 65 ist vorteilhafterweise gefüllt (wie in Figur 12 durch die Schraffur angedeutet) oder zumindest abgedeckt, sodass eine Barriere für aus dem Wärmetauscher 43 in Tiefenrichtung entweichende Luft gebildet wird und Luft nur oder im Wesentlichen über die in den Raumluft-Strömungslenkern 65 positionierten Raumluft-Radiallüfter 49 aus dem Wärmetauscher 43 austreten kann.
Figur 13 zeigt eine Seitenschnittansicht in der Ebene C-C durch das Umluftmodul 5. Unterhalb des Wärmetauschers 43 ist die Raumlufteintrittsöffnung 33 und unterhalb der Raumluft-Radiallüfter 49 ist die Raumluftaustrittsöffnung 35 angeordnet. Die offenen Bereiche oberhalb der Raumlufteintrittsöffnung 33 und der Raumluftaustrittsöffnung 35 sind räumlich getrennt. Oberhalb des
Wärmetauschers 43 verläuft zwischen dem Wärmetauscher 43 und der oberen Längsseite 19 des Gehäuses 13 der Strömungskanal 51 in Längsrichtung, der die Frischluft 53 vom Frischluft-Lüfter 47 zur Oberseite des Wärmetauschers 43 führt. Der direkte Weg vom Strömungskanal 51 zu den Raumluft-Radiallüftern 49 ist blockiert, sodass Luft nur durch den Wärmetauscher 43 auf die Raumluft- Radiallüfter 49 strömen kann.
Außerdem ist im Gehäuse 13 eine elektronische Steuerung 45 für das Umluftmodul 5 vorgesehen, die auf den Schnittdarstellungen wegen ihrer Position und kompakten Ausmaße nicht dargestellt ist.
Figur 14 veranschaulicht anhand der Längsschnittansicht des Umluftmoduls 5 aus Figur 11 und Pfeilen die Funktionsweise des Umluftmoduls 5.
Frischluft 53 wird durch den Frischluft-Lüfter 47 axial durch den Frischlufteinlass 39 angesaugt. Bevor sie auf den Frischluft-Lüfter 47 trifft, wird die Frischluft 53 durch den Filter 41 gereinigt. Der Frischluft-Lüfter 47 leitet die ins Gehäuse 13 einströmende Frischluft 53 radial ab. Die Frischluft 53 wird durch den Frischluft- Strömungslenker 61 in den Strömungskanal 51 gelenkt. Dies wird unterstützt, indem das Gehäuse 13 unterhalb des Frischluft-Lüfters 47 geschlossen ist und eine als Barriere wirkende räumliche Trennung zwischen dem Frischluft-Lüfter 47 und den Wärmetauscher 43 und den Raumluft-Radiallüftern 49 vorgesehen ist.
Die Frischluft 53 fließt entlang des Strömungskanals 51 oberhalb des Wärmetauschers 43. Mit zunehmendem Abstand vom Frischluft-Lüfter 47 fließt immer mehr Frischluft 53 durch den Wärmetauscher 43 ab, sodass sich die Frischluft 53 im Wärmetauscher 43 verteilt. Allerdings nimmt der Anteil der abfließenden Frischluft 53 entlang des Weges ab. Durch die Lamellen 63 wird die Frischluft 53 in Vertikalrichtung nach unten gelenkt. Die Frischluft wird durch die
Raumluft-Radiallüfter 49 angesaugt, sodass die Frischluft 53 hauptsächlich in Bereichen senkrecht oberhalb der Raumluft-Radiallüfter 49 in den Wärmetauscher 43 strömt und durch die Lamellen 63 vertikal in Richtung der Raumluft- Radiallüfter 49 gelenkt wird, die Frischluft dann aus dem Wärmetauscher 43 in Tiefenrichtung absaugen. Die Tiefenrichtung verläuft quer zur Längsrichtung zwischen Vorderseite 15 und Rückseite 17.
Die Raumluft fließt als Umluft 55 durch die Raumlufteintrittsöffnung 33 in den Wärmetauscher 43 des Umluftmoduls. Durch die Lamellen 63 wird sie in Vertikalrichtung nach oben gelenkt. In vertikale Richtung strömende Raum lüft als Umluft 55, die dabei auf die Raumluft-Radiallüfter 49 gelenkt wird, wird durch diese aus dem Wärmetauscher 43 abgeleitet. In vertikale Richtung strömende Raumluft als Umluft 55, die dabei durch die Lamellen 63 an den Raumluft-Radi- al lüftern 49 vorbei gelenkt wird, insbesondere zwischen ihnen hindurch gelenkt wird, strömt in den Strömungskanal 51. Durch den Strömungskanal 51 wird die Umluft 55 umgelenkt und durch die Raumluft-Radiallüfter 49 angesaugt, sodass die Umluft 55 hauptsächlich vertikal oberhalb der Raumluft-Radiallüftern 49 in den Wärmetauscher 43 zurückströmt und dann durch die Raumluft-Radiallüfter 49 abgeführt wird.
Die oben genannten Strömungen sind in der Figur 14 anhand von Pfeilen veranschaulicht. Auch in Figur 13 sind Pfeile für die Luftströmungen dargestellt. Die Zuluft 55 und die Frischluft 53 mischen sich beim und nach dem Durchfluss durch die Raumluft-Radiallüfter 49, wenn die Zuluft 55 von unten durch den Wärmetauscher 43 und die Frischluft 55 von oben durch den Wärmetauscher 43 strömt und im Bereich der Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter 49 aufeinander treffen, in Tiefenrichtung in die Raumluft-Radiallüfter 49 gesaugt und durch diese abgeleitet werden. Zusätzlich mischen sich die Umluft 55 und die Frischluft 53 teilweise bereits vor den Raumluft-Radiallüftern 49 im Wärmetauscher 43, insbesondere wenn Umluft 55 und Frischluft 53 denselben Weg
haben, nämlich wenn die im Strömungskanal 51 nach unten umgelenkte Umluft 55 bereits dort mit der nach unten strömenden Frischluft 53 zusammentrifft. Die Mischung von Frischluft 53 und Umluft 55 verlässt als Zuluft 57 durch die Raumluftaustrittsöffnung 35 das Gehäuse 13.
Durch das Umwälzen und Temperieren der Raumluft mit gleichzeitiger Beimischung von Frischluft 53 wird das Raumklima verbessert. Der Anteil der beigemischten Frischluft 53 ist gering gegenüber der umgewälzten Raumluft, da zum Abkühlen und Heizen ein Großteil der Raumluft durch den Wärmetauscher 43 geführt werden muss. Der Anteil der Raumluft, der auf Grund von aus- und einatmenden Gebäudebewohnern und -besuchern erneuert werden muss, ist dagegen gering und beeinflusst den Temperiervorgang kaum. Ein typischer Maximalwert für beigemischte Frischluft ist 20%.
Figur 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Umluftmodulsystems mit einem Montagerahmen 11 und einem Umluftmodul 5 in einer dreidimensionalen Darstellung.
Der Montagerahmen 11 kann beispielsweise als Trockenbaurahmen ausgebildet sein und in eine Gebäudewand 1 integrierbar sein. Der Montagerahmen 11 stellt Platz für das später einzusetzende Umluftmodul 5 bereit. Der Montagerahmen 11 hat eine quaderförmige Grundform, deren Unterseite offen ist, sodass das Umluftmodul 5 in den Montagerahmen 11 von unten einsetzbar ist.
An einer Stirnseite des Montagerahmens sind Fluidanschlüsse 67, die mit Wärmetauscheranschlüssen 69 des Umluftmoduls 5 verbindbar sind. Die Fluidanschlüsse 67 sind mit Leitungen für den Zufluss und Abfluss eines Arbeitsmediums, das in Abhängigkeit des Betriebsmodus Kälte oder Wärme abgeben kann, verbunden. Die Fluidanschlüsse 67 sind vorteilhafterweise mit einem Ventil versehen, um den Austritt des Arbeitsmediums zu vermeiden, wenn kein
Umluftmodul 5 eingesetzt ist. Vorteilhafterweise sind auch elektrische Versor- gungs-, Kommunikations- und Steueranschlüsse im Montagerahmen 11 vorgesehen, die mit zum Montagerahmen geführten Leitungen verbindbar sind und durch die Versorgung, Kommunikation und Steuerung des Umluftmoduls 5 erfolgt. An der Oberseite des Montagerahmens 11 sind Befestigungsmittel 73, die mit Befestigungsmitteln 71 des Umluftmoduls 5 lösbar verbindbar sind.
Das Umluftmodul 5 hat ein quaderförmiges Gehäuse 13, in dem ein Wärmetauscher 43, Raumluft-Radiallüfter 49 und ein Frischluftlüfter 47 (in Figur 15 nicht dargestellt) angeordnet sind, beispielsweise wie in Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben. An der Oberseite des Gehäuses 13 sind Befestigungsmittel 71 , die mit den Befestigungsmitteln 73 des Montagerahmens 11 eine lösbare Verbindung bilden können.
Die Montage des Umluftmoduls 5 erfolgt, indem es von unten in den Montagerahmen 11 geschoben wird und dann durch eine Seitwärtsbewegung in Richtung der Fluidanschlüsse 67 bewegt und damit verriegelt wird. Durch die Seitwärtsbewegung greifen die Befestigungsmittel 71 des Umluftmoduls 5 in die korrespondierenden Befestigungsmittel 73 des Montagerahmens 11 , sodass sich eine formschlüssige Verbindung durch die ineinandergreifenden Befestigungsmittel 71 , 73 bildet, die ein Herausfallen des Umluftmoduls 5 verhindert. Bei der Seitwärtsbewegung bilden die Wärmetauscheranschlüsse 69 und die Fluidanschlüsse 67 eine Verbindung, sodass das Arbeitsmedium durch den Wärmetauscher 43 fließen kann. In einem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungen zwischen Wärmetauscheranschlüssen 69 und Fluidanschlüssen 67 Schnellkupplungen. Korrespondierende elektrische Verbindungsmittel bilden elektrische Verbindungen, sodass Versorgung, Kommunikation und Steuerung des Umluftmoduls 5 ermöglicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann Kommunikation und Steuerung funkbasiert erfolgen.
Die Figuren 16 und 17 veranschaulichen die Montage anhand einer Draufsicht auf den Montagerahmen 11 , in den das Umluftmodul 5 bereits von unten eingeschoben worden ist. Die Befestigungsmittel 71 , 73 sind zueinander ausgerichtet, sodass das riegelförmige Befestigungsmittel 71 des Umluftmoduls 5 in eine Aussparung des Befestigungsmittels 73 am Montagerahmen 11 greift. Die Wärmetauscheranschlüsse 69 und die Fluidanschlüsse 67 sind zueinander ausgerichtet.
Figur 17 zeigt den verriegelten Zustand nach der Seitwärtsbewegung, sodass die Befestigungsmittel 71 , 73 ineinandergreifen, indem das riegelförmige Befestigungsmittel 71 auf Auflagen des Befestigungsmittels 73 im Montagerahmen 11 geschoben worden ist. Das Umluftmodul 5 kann nicht mehr aus dem Montagerahmen 11 fallen. Die Fluidanschlüsse 67 und die Wärmetauscheranschlüsse 69 sind verbunden. Auch eine elektrische Verbindung wurde hergestellt.
Figur 18 zeigt eine dreidimensionale Detailansicht der Unterseite im Stirnbe- reich. An der Unterseite ist eine Sicherung vorgesehen, bei der ein zungenförmiges drehbares Sicherheitsblech 75 unter das Umluftmodul 5 bewegt worden ist, um ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Umluftmoduls 5 zu verhindern, insbesondere beim Ausbau des Umluftmoduls 5. Durch Drehen des Sicherheitsblechs 75 wird die unterseitige Öffnung im Montagerahmen 11 freigegeben und das Umluftmodul 5 kann in oder aus dem Montagerahmen 11 bewegt werden.
Die oben beschriebenen Verbindungen zwischen dem Montagerahmen 11 und dem Umluftmodul 5 sind lösbar. Um das Umluftmodul 5 aus dem Montagerahmen 11 zu entfernen, werden die Verbindungen zwischen den Wärmetauscheranschlüssen 69 und den Fluidanschlüssen 67 durch ein von unten in den Montagerahmen 11 greifendes Werkzeug gelöst. Das Sicherheitsblech 75 an der Unterseite wird weggedreht und das Umluftmodul 5 kann nach einer
Seitwärtsbewegung, bei der die Befestigungsmittel 71 , 73 ebenso wie Wärmetauscheranschlüsse 69 und Fluidanschlüsse 67 voneinander gelöst werden nach unten aus dem Montagerahmen 11 entnommen werden.
Figur 19 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung den Montagerahmen 11 , in dem das Umluftmodul 5 angeordnet ist. An der Unterseite des Montagerahmens 11 ist ein abnehmbares Gitter 37, das die Luftströme lenkt und den Zugriff zu den Lüftern erschwert, um Verletzung und Beschädigungen zu verhindern.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zumindest die Raumluft-Radiallüfter 49 modular ausgebildet, sodass sie jeweils als Teil eines Lüftermoduls 50 mit dem ganzen Lüftermodul 50 aus dem Gehäuse 13 entnehmbar und gegebenenfalls austauschbar sind, ohne dass man das ganze Umluftmodul 5 aus dem Montagerahmen 11 entnehmen und öffnen müsste. Das Lüftermodul 50 umfasst ein den Raumluft-Radiallüfter 49 umgebendes Modulgehäuse 77 mit Raumluft-Strömungslenker und einem unterseitigen Modulgitter 79, durch das die Luft strömt. Es können entweder der Frischluft-Lüfter 47 oder die Raumluft-Radiallüfter 49 oder beide Lüftertypen modular und damit einzeln entnehmbar ausgebildet sein. Es ist auch denkbar nur einen Teil der Lüfter modular auszubilden.
Figur 20 veranschaulicht eine Montage eines Ausführungsbeispiels eines Umluftmodulsystems mit einem Umluftlüfter 11 und einem Montagerahmen 11 in einer abgehängten Decke 81 .
Die Decke 81 weist Schlitze für die Luftzufuhr und -abgabe des Umluftmoduls 5 auf, das so angeordnet ist, dass dessen Unterseite dem Schlitz zugewandt ist.
In einem Deckenbereich 83, der von der abgehängten Decke 81 nach unten begrenzt wird, ist für das Umluftmodul 5 ein Montagerahmen 11 vorgesehen, dessen offene Unterseite am Schlitz ausgerichtet ist. In den Montagerahmen 11 ist das Umluftmodul 5 durch den Schlitz in der Decke 81 einsetzbar,
beispielsweise wie in Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Der Montagerahmen 11 ragt von der abgehängten Decke 81 in den Deckenbereich 83 und kann an der Decke des Gebäudes befestigt sein. Ein Gitter 37 ist vor dem Schlitz unterseitig der Decke 8 am Montagerahmen 11 befestigt.
Im Montagerahmen ist ein Frischluftzugang 40, dessen Position mit dem Frischlufteinlass 39 des Umluftmoduls 50 korrespondiert. Die Frischluftzufuhr erfolgt über den Deckenbereich 83, in den Frischluft von außen einströmen kann. Dies kann durch einen separaten Lüfter im Deckenbereich 83 oder in der Gebäudewand unterstützt werden.
Der Rahmen-Frischlufteinlass 40 kann vorteilhafterweise mit einem Frischluft zuführenden Frischluftkanal 85 im Deckenbereich 83 gekoppelt sein, durch den Frischluft an das Umluftmodul 5 geführt wird. Umluft 55 aus dem Raum und Zuluft in den Raum 57 sind durch Pfeile veranschaulicht.
Figur 21 veranschaulicht schematisch ein Belüftungssystem mit mehreren Umluftmodulen 5 in der Decke, die über einen Frischluftkanal 85 im Deckenbereich 83 mit Frischluft 53 versorgt werden. Der Frischluftkanal 85 kann rohrförmig oder als Flachkanal mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein. Abzweigungen führen zu den Umluftmodulen 5 des Belüftungssystems. Die Frischluft 53 wird von außen durch einen Filter über einen Lüfter eingesogen und durch den Frischluft 85 den Umluftmodulen 5 durch deren Montagerahmen 11 zugeführt. Ein nachgeschalteter Schalldämpfer 93 verringert die Geräuschbelastung.
Figur 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Umluftmoduls 5 in einer dreidimensionalen Darstellung von schräg oben, das besonders geeignet für den Einsatz im Deckenbereich 83 ist. Es weist mehrere Öffnungen des Frischlufteinlass 39 im oberen Seitenbereich des Gehäuses 13 auf, durch die die Frischluft 53 in
einfacher Weise in den Strömungskanal 51 und über den Strömungskanal 51 zum Wärmetauscher 43 geführt werden kann. Zusätzlich kann der Frischluftkanal 85 in einfacher Weise an der Seite eines Montagerahmens 11 mit korrespondierenden Frischluftzugängen angeschlossen werden.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
Bezugszeichen
1 Gebäudewand 3 Fenster
5 Umluftmodul
7 Rollladenkasten
9 Wandverkleidung
11 Montagerahmen 13 Gehäuse
15 Vorderseite
17 Rückseite
19 obere Längsseite
21 untere Längsseite 23, 25 Querseite
27 Zunge
29 Strebe
31 Riegel
33 Raumlufteintrittsöffnung 35 Raumluftaustrittsöffnung
37 Gitter
39 Frischlufteinlass
41 Filter
43 Wärmetauscher 45 Steuerung
47 Frischluft-Lüfter
49 Raumluft-Radiallüfter
51 Strömungskanal
53 Frischluft 55 Umluft
57 Zuluft
59 Profil
61 Frischluft-Strömungslenker
63 Lamellen
65 Raumluft-Strömungslenker
67 Fluidanschluss
69 Wärmetauscheranschluss
71 , 73 Befestigungsmittel
75 Sicherheitsblech
77 Modulgehäuse
79 Modulgitter
81 abgehängte Decke
83 Deckenbereich
85 Frischluftkanal
87 Lüfter
89 Filter
91 Versorgungsleitung
93 Schalldämpfer
Claims
2023/089136 PCT/EP2022/082491
Ansprüche:
1. Umluftmodul (5) mit Frischluftbeimischung, das in eine Gebäudewand (1 ) eines Innenraums einsetzbar oder an der Gebäudewand (1 ) des Innenraums befestigbar ist, umfassend
- ein Gehäuse (13) mit einer dem Innenraum zugewandten Vorderseite (15) und einer gegenüberliegenden Rückseite (17) sowie mit einem Frischlufteinlass (39), einer Raumlufteintrittsöffnung (33) und einer Raumluftaustrittsöffnung (35),
- einen im Gehäuse (13) angeordneten Wärmetauscher (43),
- einen im Gehäuse (13) angeordneten Raumluft-Radiallüfter (49) mit einem axial angeordnetem Lufteinlass, der dem Wärmetauscher (43) zugewandt ist, sodass durch die Raumlufteintrittsöffnung (33) als Umluft (55) einströmende Raumluft durch den Wärmetauscher (43) saugbar ist, und
- einen im Gehäuse (13) angeordneten Frischluft (53) zuführenden Frischluft- Lüfter (47), der zwischen der Vorderseite (15) und der Rückseite (17) des Gehäuses (13) seitlich neben dem Raumluft-Radiallüfter (49) angeordnet ist, wobei das Umluftmodul (5) ausgebildet ist, dass im Gehäuse (13) Frischluft (53) der Umluft (55) zugeführt wird und die Umluft (55) mit der beigem ischen Frischluft (53) als Zuluft (57) aus der Raumluftaustrittsöffnung (35) strömt.
2. Umluftmodul (5) nach Anspruch 1 , das ausgebildet ist, sodass die Frischluft (53) durch den Wärmetauscher (43) saugbar ist und sich im Gehäuse (13), insbesondere im Raumluft-Radiallüfter (49), mit der Umluft (55) mischt.
3. Umluftmodul (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (13) gegenüberliegende Längsseiten (19, 21 ) und gegenüberliegende Querseiten (23, 25) hat und der Frischluft-Lüfter (47) seitlich neben dem Raumluft-Radiallüfter (49) angeordnet ist, sodass der Frischluft-Lüfter
35
WO 2023/089136 PCT/EP2022/082491
(47) und der Raumluft-Radiallüfter (49) entlang einer Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
4. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (33) zwischen einer Seite von Vorder- und Rückseite (15, 17) und dem Raumluft-Radiallüfter (21 ), dessen Lufteinlass dieser Seite (15, 17) zugewandt ist, angeordnet ist.
5. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Raumluft-Radiallüfter (49) einer aus einer Mehrzahl von Raumluft- Radiallüftern (49) ist, die zwischen der Vorderseite (15) und der Rückseite (17) des Gehäuses (13) seitlich nebeneinander angeordnet, insbesondere entlang einer Längsrichtung zueinander versetzt, sind, sodass die axial angeordneten Lufteinlässe der Raumluft-Radiallüfter (49) dem Wärmetauscher (43) zugewandt sind.
6. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Raumlufteintrittsöffnung (15) und die Raumluftaustrittsöffnung (17) an einer Längsseite (19, 21 ) des Gehäuses (13) angeordnet sind, und wobei die Raumlufteintrittsöffnung (33) benachbart zur Vorderseite (15), zu der der Wärmetauscher (43) benachbart ist, angeordnet ist und wobei die Raumluftaustrittsöffnung (35) benachbart zur Rückseite (17), zu der der oder die Raumluft-Radiallüfter (49) benachbart sind, angeordnet ist.
7. Umluftmodul (5) nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die Mehrzahl von Raumluft-Radiallüftern (49) und der Frischluft-Lüfter (47) zwischen gegenüberliegenden Querseiten (23, 25) des Gehäuses (13) entlang einer Längsrichtung seitlich nebeneinander angeordnet sind und wobei der Frischluft-Lüfter (47) als äußerer Lüfter benachbart zu einer der Querseiten (23, 25) angeordnet ist.
8. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein axial angeordneter Lufteinlass des als Radiallüfters ausgebildeten Frischluft-Lüfters (47) dem als Aussparung in der Rückseite (17) ausgebildeten Frischlufteinlass zugewandt ist.
9. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Strömungskanal (51 ), der ausgebildet ist, die zugeführte Frischluft (53) vom Frischluft-Lüfter (47) zum Wärmetauscher (43) zu führen.
10. Umluftmodul (5) nach Anspruch 9, wobei der Strömungskanal (51 ) zwischen dem Wärmetauscher (43), durch den die Frischluft (53) mit dem oder den Raumluft-Radiallüftern (49) saugbar ist, und einer Längsseite (19, 21) des Gehäuses (13) verläuft.
11 . Umluftmodul nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Frischluft-Strömungslenker (61 ) um den Frischluft-Lüfter (47) verläuft und ausgebildet ist, aus dem Frischluft-Lüfter (47) ausströmende Frischluft in den Strömungskanal (51 ) zu lenken, und/oder wobei ein Raumluft-Strömungslenker (65) um den Raumluft-Radiallüfter (49) verläuft und ausgebildet ist, aus dem Raumluft-Radiallüfter (49) ausströmende Luft zur Raumluftaustrittsöffnung (35) zu lenken.
12. Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, das in einem Deckenbereich (83) einsetzbar oder an einer Decke (83) befestigbar ist.
13. Umluftmodulsystem mit einem Umluftmodul (5) nach einem der vorherigen Ansprüche und einem Montagerahmen (11 ), der in der Gebäudewand (1 )
integrierbar ist und in den das Umluftmodul (5) einschiebbar und darin befestigbar ist.
14. Umluftmodulsystem nach Anspruch 13, wobei der Montagerahmen (11 ) in einen Rollladenkasten (7) einbaubar ist, sodass die Rückseite (17) des eingeschobenen Umluftmoduls (5) einem Rollladenkasteninneren zugewandt ist.
15. Umluftmodulsystem nach Anspruch 14, wobei der Montagerahmen (11 ) in den Rollladenkasten (7) einbaubar ist, sodass die Raumlufteintrittsöffnung (33) und die Raumluftaustrittsöffnung (35) an einer unteren Längsseite (21 ) des Gehäuses (13) sind, die zumindest teilweise eine Oberseite einer Festeröffnung ausbildet.
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