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Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftaustauschvorrichtung zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei einer beispielsweise aus der
EP 1 488 175 B1 bekannten Luftaustauschvorrichtung ist der Wärmetauscher so angeordnet, dass sich bildendes Kondensat durch die Schwerkraft nach unten in den Bereich der Schaufeln des Ventilators gelangt und durch die Bewegung der Ventilatorschaufeln in eine Fortluftöffnung förderbar ist. Insofern tropft das Kondensat bei dieser Luftaustauschvorrichtung vom Wärmetauscher direkt in den Ventilator, wodurch der Ventilator leichter verschmutzen und korrodieren kann. Dadurch kann die Lebensdauer des Ventilators eingeschränkt sein.
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Aus der vorgenannten Schrift ist ferner bekannt, das Kondensat in einem Behälter aufzufangen, der allerdings regelmäßig mit großem Aufwand zu leeren ist.
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In der
JP 2005 036 996 A ist eine Luftaustauschvorrichtung gezeigt, welche an einer Wand angebracht ist. Die Wand hat eine Durchgangsöffnung, über die ein mit einer Auffangwanne verbundener Schlauch nach außen geführt ist. Gemäß dieser Schrift kommt es auf eine ordnungsgemäße rechtwinklige Abknickung des Schlauches auf der Außenseite der Wand an. Zu diesem Zweck kommt eine Halterung zum Einsatz, mit deren Hilfe eine Ausbauchung des Kondensatschlauches und damit eine Kondensatansammlung innerhalb des Schlauches vermieden werden soll.
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Gemäß der
DE 197 05 206 A1 wird die über einen Kreuzwärmetauscher sowie einen Verdampfer geleitete Luft nicht vollständig auf die Temperatur dieser kalten Oberflächen herabgekühlt. Die den Verdampfer verlassende Luft ist daher noch in der Lage, Feuchtigkeit aufzunehmen und abzutransportieren. Durch ein Leitblech wird der Strömungsquerschnitt der Abluft stark verringert, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft beträchtlich erhöht. Dadurch kommt ein größeres Volumen der Abluft unmittelbar in Berührung mit der Oberfläche des in einer Auffangwanne gesammelten Kondenswassers. Dadurch soll die Feuchtigkeitsaufnahme der Abluft und damit die Verdunstung des Kondenswassers verstärkt werden. Die feuchtigkeitsbeladende Abluft wird durch die Fortluftöffnung ins Freie abtransportiert. Sofern ein erhöhter Kondenswasseranfall vorliegt, wird das Kondenswasser durch einen Überlauf in eine Heizwanne geleitet, wo es über eine Zusatzheizung verdampft wird.
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Eine Luftaustauschvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der
DE 10 2005 011 222 A1 bekannt. Diese Luftaustauschvorrichtung hat eine Kondensatableiteinrichtung in Form einer Kondensatwanne, welche einen Kondensatanschluss aufweist. Das Kondensat wird über jeweilige Kondensatanschlüsse aus der Lüftungsanlage herausgeleitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftaustauschvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einfacher aufgebaut und handhabbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Luftaustauschvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Kondensatableiteinrichtung hat nämlich einen Ablauf, der über das Fortluftrohr mit der den Raum umgebenen Atmosphäre verbunden ist.
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Vorteilhafterweise weist die Kondensatableiteinrichtung eine Auffangwanne auf, deren Ablauf mit der den Raum umgebenden Atmosphäre verbunden ist. Insofern kann das Kondensat vom Wärmetauscher beispielsweise durch die Schwerkraft in die Auffangwanne tropfen, so dass auf einfache Weise eine Trennung der flüssigen Phase, nämlich des Kondensats, von der gasförmigen Phase, nämlich der Fortluft, erfolgt. Die Fortluft ist daher deutlich geringer mit Flüssigkeitstropfen des Kondensats beladen, so dass trockenere Luft als im Falle des vorerwähnten Standes der Technik in den Ventilator und von dort in die umgebende Atmosphäre gelangt. Ein Ventilator ist daher keiner bzw. einer sehr viel geringeren Flüssigkeitsmenge ausgesetzt, was zu einem störungsfreien, dauerhaften Betrieb des Ventilators beiträgt. Der Ventilator ist damit weniger reparatur- und wartungsanfällig, oder es kann ein Ventilator zur Anwendung kommen, welcher weniger aufwändig als derjenige des Standes der Technik ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist die Auffangwanne mit der umgebenden Atmosphäre verbunden, so dass die erfindungsgemäße Auffangwanne nicht zu entleeren ist, sondern vielmehr selbstentleerend arbeitet. Das Kondensat kann also auf einfache und unproblematische Weise in die Atmosphäre abgeleitet werden.
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Vorteilhafterweise hat die Auffangwanne einen Boden, der zum Ablauf hin in zweifacher Hinsicht, nämlich in Quer- und in Längsrichtung der Wanne, geneigt ist. Dadurch ist sichergestellt, dass in die Auffangwanne gelangendes Kondensat sogleich abfließen kann, so dass die Aufenthaltszeit des Kondensats in der Wanne gering gehalten werden kann. Das wirkt einer Verunreinigung der Wanne deutlich entgegen. Insofern sind in der Wanne üblicherweise lediglich geringe Kondensatmengen enthalten.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Kondensatableiteinrichtung eine Rinne auf, die den Ablauf der Auffangwanne mit einem in die umgebende Atmosphäre mündenden Fortluftrohr verbindet. Rinne und Fortluftrohr können einfach ausgebildete Teile sein, welche einen reibungslosen Betrieb der Kondensatableiteinrichtung und der Luftaustauschvorrichtung insgesamt ermöglichen.
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Vorteilhafterweise ist der Innenraum zwischen Wärmetauscher und Ventilator, vorzugsweise zwischen Wärmetauscher, Auffangwanne und Ventilator weitgehend luftdicht abgeschlossen und ist die den Ventilator verlassende Fortluft vorzugsweise über das Fortluftrohr zur umgebenden Atmosphäre hin ableitbar. Durch den weitgehend luftdichten Abschluss des Innenraums sind Leckageströme weitgehend ausgeschlossen, der Ventilator zieht also die Abluft aus dem zu belüftenden Raum über den Wärmetauscher ein und fördert diese als Fortluft zur umgebenden Atmosphäre.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung herrscht im Innenraum während des Betriebs des Ventilators ein Unterdruck derart, dass das Kondensat aus der Auffangwanne erst dann abläuft, wenn der statische Druck der Wassersäule in der Auffangwanne größer als der Unterdruck ist. Diese Weiterbildung ermöglicht, dass in der Auffangwanne ein kleiner Wasserrest stehen bleiben kann, so dass der Ventilator keine Luft durch den Ablauf der Kondensatwanne fördert, was den Wirkungsgrad des Ventilators um ein geringes Maß reduzieren würde. Ferner ist dadurch ein Kreislaufbetrieb des Ventilators weitgehend verhindert, so dass dieser weniger leicht im Kreislaufbetrieb sich ergebenden Temperaturerhöhungen ausgesetzt ist. Auch dieses Merkmal trägt also mit zu einer hohen Lebensdauer des Ventilators bei.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zum Ermitteln der Temperatur der Fortluft ein Temperatur-Messfühler vorgesehen, welcher vorzugsweise in die Auffangwanne, besonders bevorzugt in deren oberen, dem Ablauf abgelegenen Bodenbereich, eingegossen ist. Insofern dient die Auffangwanne im Sinne einer Doppelwirkung nicht nur zum Auffangen des flüssigen Kondensats sondern auch zum Befestigen und Halten des Temperatur-Messfühlers. Da dieser im oberen Bodenbereich und somit nahe am Wärmetauscher vorgesehen ist, ist auf einfache Weise ein Ermitteln der Temperatur der den Wärmetauscher verlassenden Fortluft ermöglicht.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Auffangwanne ein Heizelement auf, das vorzugsweise am Boden der Wanne nahe dem Ablauf angeordnet ist. Die Auffangwanne dient daher zusätzlich auch zum Aufnehmen und Halten des Heizelementes. Letzteres verhindert unter allen Betriebsbedingungen ein An- oder Einfrieren des Kondensats in der Auffangwanne und damit ein Verstopfen des Ablaufs derselben. Insofern ist sichergestellt, dass das Kondensat auch unter extremen Einsatzbedingungen aus dem Wärmetauscher tropfend aufgefangen und auf einfache und unkomplizierte Weise in die umgebende Atmosphäre abgeleitet werden kann.
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Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung bilden. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Luftaustauschvorrichtung zum Be- und/oder Entlüften eines Raumes;
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2 einen teilweisen, schematischen Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
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3 eine vergrößerte, schematische Darstellung der Einzelheit III in 2; und
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4 eine teilweise geschnittene, schematische Darstellung entlang der Linie IV-IV in 2.
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In 1 ist eine Luftaustauschvorrichtung 1 zum Be- und/oder Entlüften eines nicht näher gezeigten Raumes beispielsweise eines Gebäudes in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Vorzugsweise erfolgen der Be- und Entlüftungsvorgang gleichzeitig. Ein teilweiser schematischer Schnitt entlang der Linie II-II durch die Vorrichtung gemäß 1 ist in 2 gezeigt. Bei der Luftaustauschvorrichtung 1 ist der Energieinhalt der warmen, verbrauchten Abluft 2 mittels eines Wärmetauschers 3 zumindest teilweise zum Erwärmen der frischen Außenluft 5 nutzbar.
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Dazu strömt frische Außenluft 5 über ein Außenrohr 6 zu einem ersten Ventilator 7, nachfolgend auch Außenluft-Ventilator genannt. Von dort wird die Außenluft 5 in den Wärmetauscher 3 geleitet, wo sie, wie zuvor erwähnt, zumindest einen Teil des Energieinhalts der warmen, verbrauchten Abluft 2 aufnimmt. Nach dem Verlassen des Wärmetauschers 3 wird die Außenluft nunmehr Zuluft 4 und die Abluft nunmehr Fortluft 22 genannt.
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Ferner tritt in den Wärmetauscher 3, wie zuvor angedeutet, die warme, verbrauchte Abluft 2 ein, die ihren Energieinhalt an die Außenluft bzw. Zuluft abgibt und mittels eines zweiten Ventilators 10, nachfolgend auch Fortluft-Ventilator genannt, über ein Fortluftrohr 11 zu der den nicht näher gezeigten Raum umgebenden Atmosphäre 21 abgeführt wird. Der Wärmetauscher 3 ist beispielsweise ein im Kreuzgegenstrom arbeitender Wärmetauscher. Die Ventilatoren 7, 10 sind beispielsweise Gleichstrom-Radialventilatoren.
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Die Luftaustauschvorrichtung 1 hat ferner eine dem Wärmetauscher 3 zugeordnete Einrichtung 12 zum Ableiten des, sich beim Betrieb des Wärmetauschers 3 bildenden Kondensats 13 zur, den Raum umgebenden Atmosphäre 21 hin.
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Die Kondensatableiteinrichtung 12 weist eine Auffangwanne 14 auf, deren Ablauf 15 mit der den Raum umgebenden Atmosphäre 21 verbunden ist. Die vergrößerte Teilansicht III in 2 ist genauer in 3 dargestellt. Die Auffangwanne 14 hat einen Boden 16. Dieser Boden 16 ist zum Ablauf 15 hin in zweifacher Hinsicht, nämlich in Quer- und in Längsrichtung der Wanne 14, geneigt. Ein Querschnitt durch die Auffangwanne 14 ist in 3, ein Längsschnitt durch die Wanne in 4 dargestellt. Die Darstellung in 3 verdeutlicht, dass der Boden 16 der Ablaufwanne 14 stark zum Ablauf 15 hin geneigt ist, welcher sich in 3 nahe einer steil aufragenden Seitenwand 17 befindet. Insofern ist der Ablauf 15 an der tiefsten Stelle der Auffangwanne 14 angeordnet.
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Die Kondensatableiteinrichtung 12 hat ferner eine Rinne 20, die den Ablauf 15 der Auffangwanne 14 mit dem in die umgebende Atmosphäre 21 mündenden Fortluftrohr 11 verbindet. 3 und 4 verdeutlichen, dass Rinne 20 und Fortluftrohr 11 zur umgebenden Atmosphäre 21 hin abfallen, d. h. nach außen hin so geneigt sind, dass das freie Ende von Rinne und Fortluftrohr tiefer als das jeweils andere, gegenüberliegende Ende angeordnet ist.
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In Strömungsrichtung der Abluft 2 und dem Wärmetauscher 3 nachgeordnet ist der zweite Ventilator 10 angeordnet. Dieser Fortluft-Ventilator ist derart eingebaut, dass die den Wärmetauscher 3 verlassende Abluft, nunmehr Fortluft 22 genannt, zum Ventilator 10 hin eine Umlenkung 23 erfährt, wobei die Auffangwanne 14 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Bereich unterhalb der Umlenkung 23 vorgesehen ist. Der Innenraum 24 zwischen Wärmetauscher 3 und Fortluft-Ventilator 10, vorzugsweise zwischen Wärmetauscher 3, Auffangwanne 14 und Fortluft-Ventilator 10, ist weitgehend luftdicht abgeschlossen. Die Fortluft 22 tritt nach der Umlenkung 23 entlang dem Pfeil A in den Fortluft-Ventilator 10 ein und in radialer Richtung entlang dem Pfeil B aus dem Ventilator 10 aus. Anschließend ist die den Fortluft-Ventilator 10 verlassende Fortluft 22 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über das Fortluftrohr 11 zur umgebenden Atmosphäre 21 hin ableitbar.
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Insofern herrscht im Innenraum 24 während des Betriebs des Fortluft-Ventilators 10 ein Unterdruck derart, dass das Kondensat 13 aus der Auffangwanne 14 erst dann abläuft, wenn der statische Druck der Wassersäule in der Auffangwanne größer als der vom Ventilator 10 erzeugte Unterdruck ist.
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Ferner ist, wie in den 2 und 3 angedeutet, zum Ermitteln der Temperatur der Fortluft 22 ein Temperatur-Messfühler 25 vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser Messfühler in die Auffangwanne, besonders bevorzugt in deren oberen, dem Ablauf 15 abgelegenen Bodenbereich 26, eingegossen. Ferner hat die Auffangwanne 14 ein Heizelement 27, das gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung am Boden 16 der Wanne 14 nahe dem Ablauf 15 angeordnet ist.
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Am Gehäuse 30 der Luftaustauschvorrichtung 1 sind Lüftungsschlitze 31 vorgesehen, durch die die Abluft 2 aus dem Raum abgezogen bzw. durch die auf der gegenüberliegenden, anderen Seite des Gehäuses 30 Zuluft 4 dem Raum zugeführt wird. In 1 sind in der dargestellten Seitenansicht lediglich die Lüftungsschlitze 31 für die Zuluft 4 gezeigt.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Boden 16 der Auffangwanne 14 zumindest teilweise in Richtung der Strömung der Fortluft 22 geneigt, wobei die aufragende Seitenwand 17 der Auffangwanne 14 wie eine Art Prallblech wirken kann. Die Umlenkung 23 der den Wärmetauscher 3 verlassenden Fortluft 22 hin zum Fortluft-Ventilator 10 beträgt beispielsweise etwa 90°. Die vom Ventilator 10 in Richtung des Pfeils B weg geförderte Fortluft 22 gelangt über die Rinne 20 in das Fortluftrohr 11 und von dort zur umgebenden Atmosphäre 21. Die Rinne 20 ist in das Fortluftrohr 11 hineingesteckt und mittels einer Dichtung 32 abgedichtet.
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Die mit dem Wärmetauscher 3 erzielbare Wärmerückgewinnung beträgt vorzugsweise 80 bis 95%. Die Leistung des Heizelementes 27 kann beispielsweise 1 Watt betragen. Das Heizelement dient zur Vermeidung einer Vereisung des Wärmetauschers sowie der Auffangwanne. Beispielsweise kann das Kondensat erst dann aus der Auffangwanne ablaufen, wenn der statische Druck 20 mm Wassersäule beträgt.
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Damit ist eine Luftaustauschvorrichtung geschaffen, die einfacher aufgebaut und handhabbar ist.