DE102024128170A1

DE102024128170A1 - Lüftungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Lüftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102024128170A1
Application number: DE102024128170.7A
Authority: DE
Inventors: Steffen Obermann; Felix SPECHT
Original assignee: Viessmann Holding Int GmbH; Viessmann Holding International GmbH
Current assignee: Viessmann Holding International De GmbH
Priority date: 2024-09-30
Filing date: 2024-09-30
Publication date: 2025-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung, umfassend einen Wärmeübertrager (1) mit einem ersten und einem zweiten Durchströmweg (1.1, 1.2), einen von einem Abluftanschluss (10.1) bis zu einem Eingang des ersten Durchströmwegs (1.1) erstreckten Abluftströmungsweg (10), einen von einem Ausgang des ersten Durchströmwegs (1.1) zu einem Fortluftanschluss (20.1) erstreckten Fortluftströmungsweg (20), einen von einem Außenluftanschluss (30.1) bis zu einem Eingang des zweiten Durchströmwegs (1.2) erstreckten Außenluftströmungsweg (30) und einen von einem Ausgang des zweiten Durchströmweg (1.2) bis zu einem Zuluftanschluss (40.1) erstreckten Zuluftströmungsweg (40). Nach der Erfindung ist ein zwischen dem Abluftströmungsweg (10) und dem Außenluftströmungsweg (30) erstreckter, den Wärmeübertrager (1) umgehender und luftvolumenstromregelbarer Zusatzströmungsweg (50) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Lüftungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Eine Lüftungsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Patentdokument EP 3 159 618 B1 bekannt. Diese Lüftungsvorrichtung besteht, gegenständlich betrachtet, aus einem Wärmeübertrager mit einem ersten und einem zweiten Durchströmweg, einem von einem Abluftanschluss bis zu einem Eingang des ersten Durchströmwegs erstreckten Abluftströmungsweg, einem von einem Ausgang des ersten Durchströmwegs zu einem Fortluftanschluss erstreckten Fortluftströmungsweg, einem von einem Außenluftanschluss bis zu einem Eingang des zweiten Durchströmwegs erstreckten Außenluftströmungsweg und einem von einem Ausgang des zweiten Durchströmweg bis zu einem Zuluftanschluss erstreckten Zuluftströmungsweg. Bei dieser Lüftungsvorrichtung ist ferner ein zwischen dem Abluftströmungsweg und dem Zuluftströmungsweg erstreckter und den Wärmeübertrager umgehender Bypass, also ein weiterer Strömungsweg, vorgesehen. Verfahrensmäßig ist bei dieser Lüftungsvorrichtung vorgesehen, dass Abluft von einem Abluftanschluss über einen Abluftströmungsweg zu einem Eingang eines ersten Strömungswegs eines Wärmeübertragers, Fortluft von einem Ausgang des ersten Strömungswegs des Wärmeübertragers über einen Fortluftströmungsweg zu einem Fortluftanschluss, Außenluft von einem Außenluftanschluss über einen Außenluftströmungsweg zu einem Eingang eines zweiten Strömungswegs des Wärmeübertragers und Zuluft von einem Ausgang des zweiten Strömungswegs des Wärmeübertragers zu einem Zuluftanschluss gefördert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll einerseits die mittels des Wärmeübertragers realisierte Wärmerückgewinnung bei niedrigen Außentemperaturen verbessert werden. Andererseits soll auch der Energieverbrauch des Fortluftventilators reduziert werden.
Diese Aufgaben sind mit einer Lüftungsvorrichtung und einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 bzw. 7 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist gegenständlich betrachtet also vorgesehen, dass ein zwischen dem Abluftströmungsweg und dem Außenluftströmungsweg erstreckter, den Wärmeübertrager umgehender und luftvolumenstromregelbarer Zusatzströmungsweg vorgesehen ist. Verfahrensmäßig ausgedrückt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abluft mindestens teilweise dem Abluftströmungsweg entnommen und unter Umgehung des Wärmeübertragers der Außenluft im Außenluftströmungsweg zugeführt wird.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung somit dadurch aus, dass sich ein Bypass nun nicht mehr (nur), wie beim eingangs genannten Stand der Technik, zwischen dem Abluft- und dem Zuluftströmungsweg, sondern (mindestens auch) zwischen dem Abluft- und dem Außenluftströmungsweg erstreckt. Diese Lösung bringt insbesondere bei einer geringen Außentemperatur den Vorteil mit sich, dass der Wärmeübertrager weniger zum Einfrieren neigt, da ihm auch (und nicht „nur“ über den zweiten Durchströmweg) über den Zuluftströmungsweg, und damit über den ersten Durchströmweg Wärme aus der Abluft zugeführt wird. Da darüber hinaus bei dieser Lösung auch weniger Fortluft abgeführt werden muss, ist auch weniger Energie für den Fortluftventilator erforderlich. Dabei wird bewusst in Kauf genommen, dass die Abluft regelmäßig relativ feucht ist und diese Feuchtigkeit gegebenenfalls vor oder im Wärmeübertrager kondensiert.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf folgende Dokumente hingewiesen: CN 104633795 A , CN 112797547 B , DE 22 32 482 A1 , DE 26 30 667 C3 , DE 10 2007 008 512 A1 , DE 10 2020 213 467 A1 , EP 2 546 581 B1 , EP 3 278 034 B1 , EP 3 683 512 A1 und US 5 497 823 A.
Die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt schematisch

1 die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung mit einem Ventil zur Luftvolumenstromeinstellung.

Die in der 1 schematisch dargestellte Lüftungsvorrichtung besteht aus einem Wärmeübertrager 1 mit einem ersten und einem zweiten Durchströmweg 1.1, 1.2, einem von einem Abluftanschluss 10.1 bis zu einem Eingang des ersten Durchströmwegs 1.1 erstreckten Abluftströmungsweg 10, einem von einem Ausgang des ersten Durchströmwegs 1.1 zu einem Fortluftanschluss 20.1 erstreckten Fortluftströmungsweg 20, einem von einem Außenluftanschluss 30.1 bis zu einem Eingang des zweiten Durchströmwegs 1.2 erstreckten Außenluftströmungsweg 30 und einem von einem Ausgang des zweiten Durchströmweg 1.2 bis zu einem Zuluftanschluss 40.1 erstreckten Zuluftströmungsweg 40. Beim Betrieb dieser Lüftungsvorrichtung wird, in verfahrensmäßigen Worten formuliert, Abluft von einem Abluftanschluss 10.1 über einen Abluftströmungsweg 10 zu einem Eingang eines ersten Strömungswegs 1.1 eines Wärmeübertragers 1, Fortluft von einem Ausgang des ersten Strömungswegs 1.1 des Wärmeübertragers 1 über einen Fortluftströmungsweg 20 zu einem Fortluftanschluss 20.1, Außenluft von einem Außenluftanschluss 30.1 über einen Außenluftströmungsweg 30 zu einem Eingang eines zweiten Strömungswegs 1.2 des Wärmeübertragers 1 und Zuluft von einem Ausgang des zweiten Strömungswegs 1.2 des Wärmeübertragers 1 zu einem Zuluftanschluss 40.1 gefördert.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung ist nun, zunächst gegenständlich betrachtet, dass ein zwischen dem Abluftströmungsweg 10 und dem Außenluftströmungsweg 30 erstreckter, den Wärmeübertrager 1 umgehender und luftvolumenstromregelbarer Zusatzströmungsweg 50 vorgesehen ist. Verfahrensmäßig ausgedrückt, ist für die erfindungsgemäße Lösung wesentlich, dass die Abluft mindestens teilweise dem Abluftströmungsweg 10 entnommen und unter Umgehung des Wärmeübertragers 1 der Außenluft im Außenluftströmungsweg 30 zugeführt wird.
Wie oben bereits ausgeführt, kann mittels dieser Maßgaben die Wärmerückgewinnung insbesondere bei niedrigen Außentemperatur verbessert und damit die Gefahr eines Einfrierens des Wärmeübertragers 1 reduziert werden.
Dabei ist besonders bevorzugt am Zusatzströmungsweg 50 wahlweise ein Ventil 50.1 und/oder ein Zusatz-Lüfter (nicht extra dargestellt) zur Luftvolumenstromeinstellung vorgesehen. Beim Betrieb der Lüftungsvorrichtung wird also entsprechend vorzugsweise eine Menge der dem Abluftströmungsweg 10 entnommenen und dem Außenluftströmungsweg 30 zugeführten Luft wahlweise mit einem Ventil 50.1 und/oder mit einem Zusatz-Lüfter (nicht extra dargestellt) geregelt. Als Eingangsgröße zur Regelung wird dabei vorzugs- und wahlweise die Temperatur, die relative Feuchtigkeit, die Konzentration an Kohlendioxid und/oder die Konzentration an flüchtigen organischen Verbindungen (im Englischen auch „volatile organic compounds“, kurz „VOC“ genannt) verwendet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 mit seinen Durchströmwegen 1.1, 1.2, der Abluftströmungsweg 10, der Fortluftströmungsweg 20, der Außenluftströmungsweg 30 und der Zuluftströmungsweg 40 in einem Gehäuse 100 und der Abluftanschluss 10.1, der Fortluftanschluss 20.1, der Außenluftanschluss 30.1 und der Zuluftanschluss 40.1 an diesem Gehäuse 100 angeordnet sind. Außerdem ist noch besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Zusatzströmungsweg 50 in dem Gehäuse 100 angeordnet ist.
Um die Luft aus der Umgebung eines Gebäudes ins Innere des Gebäudes befördern zu können, ist dabei weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Zuluftströmungsweg 40 mit einem Zuluft-Lüfter 40.2 versehen ausgebildet ist. Um die Luft umgekehrt aus dem Innern des Gebäudes in die Umgebung des Gebäudes befördern zu können, ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass der Fortluftströmungsweg 20 mit einem Fortluft-Lüfter 20.2 versehen ausgebildet ist. Der Zuluft-Lüfter 40.2 und der Fortluft-Lüfter 20.2 gewährleisten dabei vorzugsweise außerdem (nämlich durch eine entsprechende Leistungseinstellung), dass keine Luft vom Außenluftströmungsweg 30 über den Zusatzströmungsweg 50 zum Abluftströmungsweg 10 gelangt.
Gerade mit Blick auf darauf, dass die Abluft regelmäßig relativ feucht ist, ist schließlich besonders bevorzugt (aber nicht zwingend) vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 eine Membran zur Übertragung von Feuchtigkeit vom einen auf den anderen Strömungsweg 1.1, 1.2 aufweist. In der Fachwelt wird ein solcher Wärmeübertrager dabei gerne auch als Enthalpiewärmeübertrager bezeichnet, der sich im vorliegenden Fall dadurch auszeichnet, dass am Wärmeübertrager 1 über eine Membran Feuchtigkeit vom einen auf den anderen Strömungsweg 1.1, 1.2 übertragen wird.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeübertrager
1.1: erster Durchströmweg
1.2: zweiter Durchströmweg
10: Abluftströmungsweg
10.1: Abluftanschluss
20: Fortluftströmungsweg
20.1: Fortluftanschluss
20.2: Fortluft-Lüfter
30: Außenluftströmungsweg
30.1: Außenluftanschluss
40: Zuluftströmungsweg
40.1: Zuluftanschluss
50: Zusatzströmungsweg
50.1: Ventil
100: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3 159 618 B1 [0002]
CN 104633795 A [0008]
CN 112797547 B [0008]
DE 22 32 482 A1 [0008]
DE 26 30 667 C3 [0008]
DE 10 2007 008 512 A1 [0008]
DE 10 2020 213 467 A1 [0008]
EP 2 546 581 B1 [0008]
EP 3 278 034 B1 [0008]
EP 3 683 512 A1 [0008]
US 5 497 823 [0008]

Claims

Lüftungsvorrichtung, umfassend einen Wärmeübertrager (1) mit einem ersten und einem zweiten Durchströmweg (1.1, 1.2), einen von einem Abluftanschluss (10.1) bis zu einem Eingang des ersten Durchströmwegs (1.1) erstreckten Abluftströmungsweg (10), einen von einem Ausgang des ersten Durchströmwegs (1.1) zu einem Fortluftanschluss (20.1) erstreckten Fortluftströmungsweg (20), einen von einem Außenluftanschluss (30.1) bis zu einem Eingang des zweiten Durchströmwegs (1.2) erstreckten Außenluftströmungsweg (30) und einen von einem Ausgang des zweiten Durchströmweg (1.2) bis zu einem Zuluftanschluss (40.1) erstreckten Zuluftströmungsweg (40), dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Abluftströmungsweg (10) und dem Außenluftströmungsweg (30) erstreckter, den Wärmeübertrager (1) umgehender und luftvolumenstromregelbarer Zusatzströmungsweg (50) vorgesehen ist.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Zusatzströmungsweg (50) wahlweise ein Ventil (50.1) und/oder ein Zusatz-Lüfter zur Luftvolumenstromeinstellung vorgesehen ist.
Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmeübertrager (1) mit seinen Durchströmwegen (1.1, 1.2), der Abluftströmungsweg (10), der Fortluftströmungsweg (20), der Außenluftströmungsweg (30) und der Zuluftströmungsweg (40) in einem Gehäuse (100) und der Abluftanschluss (10.1), der Fortluftanschluss (20.1), der Außenluftanschluss (30.1) und der Zuluftanschluss (40.1) an diesem Gehäuse (100) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzströmungsweg (50) in dem Gehäuse (100) angeordnet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortluftströmungsweg (20) mit einem Fortluft-Lüfter (20.2) versehen ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftströmungsweg (40) mit einem Zuluft-Lüfter (40.2) versehen ausgebildet ist.
Lüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) eine Membran zur Übertragung von Feuchtigkeit vom einen auf den anderen Strömungsweg (1.1, 1.2) aufweist.
Verfahren zum Betrieb einer Lüftungsvorrichtung, bei dem Abluft von einem Abluftanschluss (10.1) über einen Abluftströmungsweg (10) zu einem Eingang eines ersten Strömungswegs (1.1) eines Wärmeübertragers (1) gefördert wird, bei dem Fortluft von einem Ausgang des ersten Strömungswegs (1.1) des Wärmeübertragers (1) über einen Fortluftströmungsweg (20) zu einem Fortluftanschluss (20.1) gefördert wird, bei dem Außenluft von einem Außenluftanschluss (30.1) über einen Außenluftströmungsweg (30) zu einem Eingang eines zweiten Strömungswegs (1.2) des Wärmeübertragers (1) gefördert wird, bei dem Zuluft von einem Ausgang des zweiten Strömungswegs (1.2) des Wärmeübertragers (1) zu einem Zuluftanschluss (40.1) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft mindestens teilweise dem Abluftströmungsweg (10) entnommen und unter Umgehung des Wärmeübertragers (1) der Außenluft im Außenluftströmungsweg (30) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge der dem Abluftströmungsweg (10) entnommenen und dem Außenluftströmungsweg (30) zugeführten Luft wahlweise mit einem Ventil (50.1) und/oder mit einem Zusatz-Lüfter geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Wärmeübertrager (1) über eine Membran Feuchtigkeit vom einen auf den anderen Strömungsweg (1.1, 1.2) übertragen wird.