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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Reinigen von Luft bzw. eine Luftreinigungsanordnung. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen zum Reinigen von Raumluft bekannt. Dabei kann es sich beispielsweise um Filtereinrichtungen wie HEPA-Filter handeln, welche Partikel aus Luft entfernen. Insbesondere im Zuge der Corona-Pandemie wird derartigen Luftreinigungseinrichtungen erhöhte Bedeutung zugemessen. Insbesondere für (geschlossene) Räume sind dabei erhöhte Anforderungen an derartige Reinigungskonzepte zu stellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftreinigungsanordnung zur Verfügung zu stellen, welche eine möglichst sichere Reinigung von Luft auch unter strengen Kriterien, wie sie durch die Pandemie gefordert werden, ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Luftreinigungsanordnung für Räume und insbesondere geschlossene oder im Wesentlichen geschlossene Räume weist eine Lufttauschereinheit auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, dem Raum Außenluft zuzuführen und/oder aus dem Raum Innenluft abzuführen. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Luftreinigereinheit auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, in dem Raum befindliche Luft von Partikeln zu reinigen.
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Daneben ist auch eine Messeinheit vorgesehen, welche dazu geeignet ist, einen Fremdstoffgehalt und insbesondere einen Kohlendioxidgehalt der Raumluft zu bestimmen. Weiterhin weist die Luftreinigungsanordnung eine Steuerungs- und insbesondere Regelungseinrichtung auf, um die Lufttauschereinheit und/oder Luftreinigungseinheit zu steuern und/oder insbesondere zu regeln.
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Es wird daher im Rahmen der Erfindung ein Gesamtkonzept vorgeschlagen, welches sich aus einer Messung des CO2-Gehalts, einer Luftreinigung und einem Luftaustausch zusammensetzt. Dabei ist es möglich, dass der festgestellte Wert von Kohlendioxyd als Regelgröße für den Betrieb der Luftreinigungsanordnung und auch der Luftreinigereinheit und/oder der Lufttauschereinheit dient.
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Bevorzugt ist die Lufttauschereinheit und/oder die Luftreinigereinheit auf unterschiedliche Raumgrößen anpassbar. So können diese beispielsweise unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. So kann beispielsweise die Lufttauschereinheit zum Austausch größerer Mengen an Luft pro Zeiteinheit geeignet und bestimmt sein und auch die Luftreinigereinheit kann zum Reinigen größerer Luftvolumina je nach Raumgröße geeignet und bestimmt sein.
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Daneben wäre es auch möglich, dass die hier beschriebene Anordnung mehrere Lufttauschereinheiten und/oder mehrere Luftreinigereinheiten aufweist. So können beispielsweise innerhalb eines Raumes mehrere Lufttauschereinheiten vorgesehen sein. Diese könnten beispielsweise an unterschiedlichen Positionen eines Raumes, insbesondere an unterschiedlichen Positionen von Wänden des Raumes vorgesehen sein.
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Besonders bevorzugt ist die Steuerungseinheit in der Messeinrichtung integriert. Die Steuerungseinheit könnte jedoch auch als separate Einheit ausgebildet sein oder aber in die Lufttauschereinheit und/oder in die Luftreinigereinheit integriert sein.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Luftreinigereinheit als mobiles Gerät ausgebaut ist oder auch an einer festen Position, etwa an einer Wand installiert ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Luftreinigereinheit und/oder die Messeinheit und/oder die Lufttauschereinheit miteinander in Kommunikationsverbindung. Dabei stehen diese Einheiten bevorzugt drahtlos in Kommunikationsverbindung. So ist es möglich, dass zwischen diesen Einheiten eine Bluetooth, eine Funk- oder eine W-Lan Verbindung besteht. Es wäre jedoch auch möglich, dass diese Einheiten über das Internet miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist eine zentrale Steuerung und/oder Regelung der Lufttauschereinheit und/oder der Luftreinigereinheit möglich und insbesondere auch in Abhängigkeit von Werten möglich, welche von der Messeinheit gemessen wurden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Lufttauschereinheit, die Luftreinigereinheit und/oder die Messeinheit voneinander insbesondere räumlich getrennte Aggregate. So können diese sich an unterschiedlichen Positionen innerhalb eines Raums befinden und auf diese Weise miteinander kommunizieren. Auf diese Weise können hier beispielsweise von der Messeinheit gemessene Daten zu einem CO2-Gehalt verwendet werden, um die Luftreinigereinheit und die Lufttauschereinheit anzusprechen bzw. zu aktivieren oder zu deaktivieren. Bevorzugt weisen die Lufttauschereinheit, die Luftreinigereinheit und die Messeinheit voneinander getrennte Gehäuse auf.
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Weiterhin sind bevorzugt die Lufttauschereinheit und/oder die Luftreinigereinheit hinsichtlich ihrer Leistung steuerbar und/oder regelbar. So kann beispielsweise eine Leistung eines Ventilators, der Bestandteil der Lufttauschereinheit ist, geregelt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Luftreinigungsanordnung eine Fernsteuerungseinrichtung zum Steuern der Lufttauscheinheit und/oder der Luftreinigereinheit auf. Auf diese Weise kann der Benutzer auch nach eigenen Wünschen diese beiden Einheiten ansprechen. So kann er beispielsweise während und/oder nach einem Treffen mehrerer Menschen in dem besagten Raum die Lufttauschereinheit aktivieren.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Luftreinigungsanordnung eine Erfassungseinrichtung auf, welche beispielsweise eine Personenzahl innerhalb eines Raums erfasst und auch diese Daten bei der Steuerung der Lufttauschereinheit und/oder der Luftreinigereinheit berücksichtigt. So wäre es etwa möglich, dass in einem Zugang zu dem Raum eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche die Anzahl der Menschen, welche den Raum betreten oder verlassen zählt.
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Daneben kann auch eine Prozessoreinheit vorgesehen sein, welche etwa eine zeitabhängige Steuerung der besagten Einheiten ermöglicht. So kann etwa eine Aktivierung oder Deaktivierung zu bestimmten Tages- und Nachtzeiten erfolgen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Luftreinigungsanordnung wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines für die Luft und insbesondere für die Raumluft charakteristischen Wertes auf, wobei bevorzugt die Sensoreinrichtung aus einer Gruppe von Sensoreinrichtungen ausgewählt ist, welche Temperaturmesseinrichtungen, Feuchtigkeitsmesseinrichtungen, Druckmesseinrichtungen und dergleichen enthält. Dabei ist bevorzugt sowohl eine Temperaturmesseinrichtung zur Messung einer Innentemperatur des Raumes vorgesehen als auch eine Temperaturmesseinrichtung zur Messung einer Außentemperatur.
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Bevorzugt weist die Anordnung, beispielsweise die Messeinheit, zusätzlich eine Eingabeeinrichtung auf, über welche ein Nutzer Daten oder Befehle eingeben kann. So kann der Nutzer beispielsweise manuell die Luftreinigereinheit und/oder die Lufttauschereinheit aktivieren oder deaktivieren oder auch hinsichtlich ihrer Leistung steuern.
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Auf diese Weise können auch weiter charakteristische Daten bei der Steuerung der Anlage mitberücksichtigt werden. Dabei ist es sowohl möglich, eine Innentemperatur des Raumes zu erfassen als auch eine Außentemperatur. In Abhängigkeit von diesen Temperaturwerten kann beispielsweise die Lufttauschereinheit gesteuert werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Lufttauschereinheit einen Strömungskanal auf, der eine Strömungsverbindung zwischen dem Innenraum und einem Außenbereich herstellt. Bevorzugt ist auch eine Luftdrängeinrichtung wie etwa ein Ventilator vorgesehen, welche bevorzugt dazu geeignet und bestimmt ist sowohl Luft aus dem Raum nach außen zu fördern als auch Luft von außen in den Raum. Dabei kann es sich bei der Einrichtung, welche Luft aus dem Raum herausfördert um die gleiche Einrichtung handeln als diejenige Einrichtung, welche Luft von außen in den Raum fördert.
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Insbesondere kann es sich bei dem Strömungskanal um ein Rohr handeln, welches sich durch eine Wand des Raums von innen nach außen erstreckt. Bevorzugt ist eine Ventilationseinrichtung vorgesehen, welche die beiden Strömungsrichtungen der Luft bewirkt. Weiterhin kann die Lufttauschereinheit auch eine Filtereinrichtung aufweisen, welche eine Filterung der von außen nach innen gelangender Luft ermöglicht. Diese Filtereinrichtung kann dabei beispielsweise in den Strömungskanal integriert sein. Bevorzugt ist diese Filtereinrichtung auswechselbar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist diese Filtereinrichtung reinigbar. Dabei kann es sich bei der Filtereinrichtung etwa um einen Hepa-Filter oder um einen Feinstaubfilter handeln.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Lufttauschereinheit eine Wärmetauschereinheit und/oder eine Wärmespeichereinheit auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, Wärmeenergie der Raumluft zu speichern.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Lufttauschereinheit eine Steuerungsreinrichtung auf, welche bewirkt, dass bei der Aktivierung der Lufttauschereinheit zunächst Raumluft nach außen gefördert wird und anschließend Außenluft in den Raum geleitet wird. Auf diese Weise kann gewissermaßen die Wärmespeichereinrichtung zunächst auf die Raumtemperatur „aufgeladen“ werden, um anschließen in der entgegengesetzten Richtung Außenluft durch die Wärmespeichereinheit aufzuwärmen.
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Daneben kann die Lufttauschereinheit zusätzlich noch eine Heiz- oder Erwärmungseinrichtung aufweisen, welche von außen in den Raum gelangende Luft erwärmt. Gegebenenfalls kann die Luftreinigungsanordnung auch ein Kühlaggregat, wie etwa eine Klimaanlage aufweisen, um bei Bedarf die Raumluft zu kühlen. Daneben kann die Luftreinigungseinheit auch eine Luftbefeuchtungseinheit aufweisen. Dabei ist es möglich, dass derartige zusätzliche Aggregate auch in eine Steuerung des Gesamtsystems integriert sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Luftreinigereinheit um eine Plasma-Luftreinigungseinheit. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass durch den Einsatz von Hochspannung ein sogenanntes kaltes Plasma erzeugt wird, in dem Sauerstoff- und Wassermoleküle in eine instabile Lage versetzt sind und somit einzelne Sauerstoff- und Hydroxylradikale freigesetzt werden. Derartige Hydroxylradikale bestehen aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom und sind die häufigsten und wichtigsten freien Radikale in der Atmosphäre.
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Der Abbau der meisten oxidierbaren Stoffe in der Atmosphäre wird durch eine Reaktion mit Hydroxylradikalen eingeleitet. So spielen sie eine wichtige Rolle für den Abbau von Luftverunreinigungen und bestimmten Treibhausgasen. Diese Hydroxylradikale können in den organischen Stoffen (Geruchsmoleküle und sonstige Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmelsporen, Allergene oder Viren) reagieren, die mit der abgesaugten Luft in das System gelangen.
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Auch ist es möglich, dass ein Plasmagenerator des Luftreinigers aus der eingesaugten Luft Plasma erzeugt und damit negativ geladene Ionen. Diese werden bevorzugt in einem nachgeschalteten positiv geladenen Nanofilter wie etwa einem Glasfaser-Nanofilter teilweise entladen, wodurch bestimmte Nanoteile eliminiert werden können.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Luftreinigereinheit ein Feinstaubmodul und insbesondere ein elektrostatisches Feinstaubmodul auf. Dieses kann beispielsweise als Feinstaubfilter ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen. Dabei wäre es möglich, dass Feinstaubpartikel mit der Abluft durch ein Abgaskanal strömen.
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Durch eine Hochspannungselektrode werden Elektronen freigesetzt. Diese bewegen sich durch elektrostatische Kräfte in Richtung einer Wand. Dabei werden Feinstaubpartikel geladen und ebenfalls zu dieser Wand bewegt.
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So kann beispielsweise die Abschaltung in einem Elektrofilter in mehrere Phasen unterteilt werden. Zunächst werden elektrische Ladungen, meist Elektronen freigesetzt. In einer weiteren Phase werden Staubpartikel im elektrischen Feld oder einem Ionisator aufgeladen. Die geladenen Staubteilchen werden zu einer Niederschlagselektrode transportiert und haften dort an. Schließlich wird die Staubschicht von dieser Niederschlagselektrode entfernt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Messeinrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist ein Signal auszugeben, welches für einen CO2 (Kohlendioxyd) Gehalt der Raumluft charakteristisch ist. Dabei kann ein konkreter Wert ausgegeben werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Messeinrichtung eine optische Darstellung, etwa eine ampelartige Darstellung aufweist. So kann grün einen regulären oder normalen Wert an CO2 angeben, gelb einen gesteigerten Wert und rot einen überhöhten Wert. Dieser überhöhte Wert kann beispielsweise zu einer Aktivierung der Lufttauscheinheit und/oder der Luftreinigereinheit führen. Daneben kann auch bei der Überschreitung eines kritischen Wertes ein akustisch wahrnehmbares Signal ausgegeben werden.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Reinigen von Raumluft und insbesondere einer Anlage der oben beschriebenen Art gerichtet. Dabei wird wenigstens zeitweise ein Kennwert erfasst, der für einen CO2-Gehalt von Raumluft innerhalb eines Raumes charakteristisch ist und in Abhängigkeit von diesem Kennwert werden zeitweise eine Lufttauschereinheit und/oder eine Luftreinigereinheit betrieben.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftreinigeranordnung;
- 2 eine Darstellung einer Lufttauschereinheit;
- 3 eine Darstellung der Lufttauschereinheit in einem in einer Wand eingebauten Zustand;
- 4 eine Darstellung einer Luftreinigereinheit;
- 5 einer Darstellung einer Messeinheit.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 1, die in einem Raum 10 eingebaut ist. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 2 auf die Lufttauschereinheit, welche einen Austausch von Luft zwischen dem Raum 10 und dem Außenbereich (des Raumes) ermöglicht.
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Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Luftreinigereinheit, welche zum Reinigen der Luft bestimmt ist, wie oben erläutert. Diese Luftreinigereinheit 4 ist bei der in 1 gezeigten Ausführungsform an einer den Raum begrenzenden Wand angeordnet, könnten sich jedoch auch am Boden dieses Raumes oder auch an der Decke befinden. Auch die Lufttauschereinheit 2 könnte sich an einer Decke des Raumes befinden.
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Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine Messeinheit zur Messung eines CO2-Gehalts. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 16 auf eine Steuerungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist (insbesondere drahtlos) die Luftreinigereinheit 4 und/oder die Lufttauschereinheit 2 zu steuern.
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Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet eine Sendeeinrichtung, die zur Kommunikation mit der Luftreinigereinheit 4 und der Lufttauschereinheit 2 dient. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Luftreinigereinheit 4 und die Lufttauschereinheit 2 miteinander kommunizieren. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine (tragbare) Fernbedienung, über welche der Benutzer insbesondere auch manuell in das System eingreifen kann, beispielsweise die Luftreinigereinheit und/oder die Lufttauschereinheit aktivieren oder deaktivieren kann.
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2 zeigt eine Darstellung der Lufttauschereinheit 2. Diese weist eine Ventilatoreinrichtung 22 auf, sowie eine Abdeckplatte 24. Daneben ist eine Luftleitung 26 vorgesehen, sowie eine Halteeinrichtung 28, welche bewirkt, dass die gesamte Lufttauschereinheit an einer Wand gehalten werden kann.
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3 veranschaulicht den Betrieb der Lufttauschereinheit 2. Dabei zeigen die beiden Pfeile P1 und P2, dass sowohl Luft von einem Innenraum I in einen Außenbereich A transportiert werden kann als auch von dem Außenbereich A zu dem Innenbereich I. Bei einer Aktivierung der Lufttauschereinheit erfolgt zunächst ein Transport der (wärmeren) Luft von dem Innenraum I in den Außenbereich A. Dadurch wird eine Wärmetauschereinheit 28 erwärmt. Anschließend erfolgt eine Ansaugung von Luft aus dem Außenbereich A in den Innenbereich I, wie durch den unteren Pfeil P2 angedeutet ist. Die Wärmetauschereinheit 28 bzw. der Wärmespeicher 28 ermöglicht auf diese Weise eine Erwärmung der von außen angesaugter Luft.
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Weiterhin kann die Lufttauschereinheit 2 auch noch eine Temperaturmesseinrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, welche der Bestimmung der Innentemperatur dient, sowie eine weitere (nicht gezeigte) Temperaturmesseinrichtung, welche einer Bestimmung der Außentemperatur dient. In Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen kann eingestellt werden, wie viel Luft zunächst vom Innenraum I in den Außenbereich A gefördert wird, bevor ein Ansaugen von Außenluft erfolgt.
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4 zeigt eine Darstellung der Luftreinigereinheit. Dabei ist hier eine Displayeinrichtung 42 vorgesehen, über welche Informationen ausgegeben werden können, beispielsweise Informationen, die für einen Reinheitsgrad der Luft aussagekräftig sind oder auch eine Temperatur.
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Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet einen Ansaugbereich, über den Raumluft in die Vorrichtung angesaugt werden kann. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet ein Display, über das ebenfalls Werte an den Benutzer ausgegeben werden können wie etwa Werte, die für eine momentane Leistung charakteristisch sind.
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5 zeigt eine Darstellung der Messeinheit, welche insbesondere einen CO2-Gehalt innerhalb eines Gehäuses misst. Zu diesem Zweck kann über Ansaugschlitze 62 Luft angesaugt und über Austrittsschlitze 64 diese wieder ausgegeben werden. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine Warneinrichtung wie etwa eine Warnlampe, die bevorzugt in unterschiedlichen Farben (beispielsweise rot-gelb-grün) leuchtet kann, um dem Benutzer eine Information über einen CO2-Gehalt der Luft ausgeben zu können. Dabei können Grenzwerte für einen CO2-Gehalt ab dehnen die Warnlampe in einer anderen Farbe leuchtet fest vorgegebenen sein oder auch durch einen Nutzer änderbar sein.
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Je nach CO2-Gehalt kann bevorzugt diese optische Warneinrichtung 66 ihre Farbe wechsein. Wenn der CO2-Gehalt zu hoch steigt, kann die Lufttauschereinheit 2 und/oder die Luftreinigereinheit 4 aktiviert werden.
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Bevorzugt ist die in 4 gezeigte Luftreinigereinheit schalisolierend ausgebildet. Bevorzugt erzeugt diese Einheit einen Geräuschpegel, der geringer ist als 70 dBA, bevorzugt geringer als 62 dba, bevorzugt geringer als 50 dBA. Auch die Lufttauschereinheit erzeugt bevorzugt einen Geräuschpegel, der geringer ist als 40 dBA, bevorzugt geringer als 30 dBA, bevorzugt geringer als 25 dBA. Damit enthält bevorzugt auch die Lufttauschereinheit Isolationskomponenten, welche eine Schalentwicklung insbesondre des Ventilators abschwächen.
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Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.