DE20118672U1

DE20118672U1 - Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung

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Publication number: DE20118672U1
Application number: DE20118672U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2011-11-16

Description

Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung

Die Erfindung betrifft eine Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung umfassend einen Wärmespeicher mit zumindest zwei Speicherpaketen, jeweils gebildet aus mehreren, einzelne Strömungskanäle bildenden plattenförmigen Speicherelementen sowie umfassend eine Ventilatoreinrichtung zum reversiblen Fördern von Luft durch die zwischen den einzelnen Speicherelementen befindlichen Strömungskanäle.

&iacgr;&ogr; Be- und Entlüftungsanlagen werden zum Be- und Entlüften von Räumen verwendet, um insbesondere in der kalten Jahreszeit bei einem Raumluftaustausch die in einem solchen Raum befindliche Wärme möglichst nicht unnötig bei einer Belüftung nach außen abzugeben. Entsprechend umgekehrt arbeitet eine solche Anlage bei klimatisierten Räumen in warmen

15 Jahreszeiten.

Derartige Be- und Entlüftungsanlagen mit regenerativer Wärmerückgewinnung zeichnen sich aus durch einen durchströmbaren Wärmespeicher und eine Ventilatoreinheit zum reversiblen Fördern von Luft durch die in dem Wärmespeicher vorgesehenen Strömungskanäle. Diese Elemente sind in ein Gehäuse integriert, von dem das eine Ende in den Raum mündet und das andere Ende mit der Außenluft in Verbindung steht. Im Winter

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erfolgt eine Raumbe- und -entlüftung dergestalt, daß die Ventilatoreinrichtung zunächst angetrieben wird, um einen Entlüftungsluftstrom aus dem Raum durch den Wärmespeicher hindurch nach draußen zu fördern. Die in dem Entlüftungsluftstrom enthaltene Wärme wird beim Durchströmen des Wärmespeichers an den Wärmespeicher abgegeben. In Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern, beispielsweise zeitabhängig wird die Ventilatoreinrichtung umgeschaltet, so daß nunmehr ein den Wärmespeicher von der entgegengesetzten Richtung durchströmender Belüftungsluftstrom gefördert wird. Die eintretende kühle Frischluft wird

&iacgr;&ogr; dann beim Durchströmen des relativ warmen Wärmespeichers erwärmt und tritt daher erwärmt in das Rauminnere ein. Eine solche Be- und Entlüftungsanlage ist beispielsweise aus der EP 0 890 802 A2 bekannt. Als Ventilatoreinheit dienen beim Gegenstand dieses Dokumentes zwei gegeneinander gerichtete Radialventilatoren, von denen jeweils einer zum Fördern eines Luftstromes - Belüftungsluftstrom oder Entlüftungsluftstrom - vorgesehen ist.

Eingesetzt werden derartige Be- und Entlüftungsanlagen üblicherweise in eine Außenwand eines Gebäudes. Beim Gegenstand dieses vorbekannten Dokumentes ist die Strömungsrichtung durch das Gehäuse der Be- und Entlüftungsanlage aufgrund der notwendigen Hintereinanderanordnungen der beiden Radialventilatoren und des Wärmespeichers parallel zur äußeren bzw. inneren Oberfläche der Wand gerichtet.

Aus der DE 41 04 423 C2 ist eine weitere Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung bekannt. Beim Gegenstand dieses Dokumentes ist ein reversibel ansteuerbarer Axialventilator zum Fördern der beiden Lustströme eingesetzt. Durch Einsatz einer solchen Ventilatoreinrichtung ist die benötigte Baulänge gegenüber dem zuvor genannten Gegenstand reduziert, so daß üblicherweise diese aus der DE 41 04 423 C2 bekannt gewordene Be- und Entlüftungsanlage mit der Längserstrekkung seines Gehäuses quer zur Wand verlaufend angeordnet ist. Somit kann mit dieser Be- und Entlüftungsanlage ein Luftstrom von innen nach außen und umgekehrt ohne Umlenkung gefördert werden. Bei beiden vorbekannten Be- und Entlüftungsanlagen sind die Wärmespeicher dergestalt konzipiert, daß diese jeweils aus mehreren einzelnen Speicherpaketen bestehen, die voneinander beabstandet sind. Jedes einzelne Speicherpaket ist gebildet durch mehrere, auf einem Drahtbügel mit Abstand

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zueinander angeordneten Speicherelementen. Die einzelnen Speicherelemente der Speicherpakete sind jeweils fluchtend miteinander angeordnet. Um eine möglichst effektive Wärmeübertragung von einem Luftstrom auf die Speicherelemente und umgekehrt beim Fördern eines Luftstromes zu erzielen, ist der Abstand der Speicherelemente so gering wie möglich gewählt, daß noch ein ausreichender Luftstrom mit der durch die Ventilatoreinrichtung bereitgestellten Förderleistung förderbar ist. Nachteilig ist bei dieser vorbekannten Ausgestaltung der beabstandeten Anordnung der Speicherpakete jedoch, daß ein daraus gebildeter Wärmespeicher eine

&iacgr;&ogr; bestimmte Mindestlänge bezogen auf die Durchströmungsrichtung aufweist. Es sind jedoch Be- und Entlüftungsanlagen mit einer geringeren Bautiefe gewünscht, die gleichwohl dieselbe Wärmespeicheroberfläche bereitstellen.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung dergestalt weiterzubilden, daß die notwendige Länge des Wärmespeichers und somit der insgesamt von der Be- und Entlüftungsanlage eingenommenen Bautiefe zu reduzieren, ohne jedoch die Speicherkapazität zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei benachbarte Speicherpakete dergestalt zueinander angeordnet sind, daß diese mit ihren Speicherelementen kammartig ineinandergreifen, indem in den Abstandsraum zwischen jeweils zwei Speicherelementen eines Speicherpaketes mit einem Abschnitt ein Speicherelement des benachbarten Speicherpaketes eingreift.

Bei der erfindungsgemäßen Be- und Entlüftungsanlage sind im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik die Speicherpakete nicht mit Abstand voneinander hintereinander geschaltet, sondern die einzelnen Speicherelemente von zwei benachbarten Speicherpaketen greifen kammartig ineinander. Erreicht wird dies, indem der Abstand der Speicherelemente eines Speicherpaketes zueinander ausreichend groß ist, daß in dem zwischen diesen beiden Speicherelementen gebildeten Abstandsraum mit einem Abschnitt ein Speicherelement des benachbarten Speicherpaketes eingreifen kann, wobei vorgesehen ist, daß zwischen den

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kammartig ineinander greifenden Speicherelementen zweier benachbarter Speicherpakete eine ausreichende Querschnittsfläche in dem Strömungskanälen verbleibt. Die ineinander greifenden Speicherelemente zweier benachbarter Speicherpakete sind daher auch mit Abstand zueinander angeordnet. Durch dieses Ineinandergreifen der einzelnen Speicherelemente in diejenigen eines benachbarten Speicherpaketes ist die benötigte Baulänge nicht nur um den Betrag des Ineinandergreifens reduziert, sondern auch um den beim vorbekannten Stand der Technik eingehaltenen Abstand von zwei benachbarten Speicherpaketen zueinander.

Überdies stellen die Bereiche des Ineinandergreifens der Speicherelemente zweier Speicherpakete Zonen eines verringerten Strömungsquerschnittes dar, so daß durch jeden Abschnitt des Ineinandergreifens Turbulenzen in dem jeweils geförderten Luftstrom entstehen. Folglich ist eine Wärmeabgabe von dem geförderten Luftstrom auf die Speicherelemente oder auch eine Wärmeaufnahme von dem Speicherelementen in einer sehr viel kürzeren Zeit realisierbar, als beim vorbekannten Stand der Technik. Somit ist durch diese Maßnahme auch eine bessere Wärmeübertragung realisiert, was zur Folge hat, daß die durch den Wärmespeieher bereitgestellte Speicherkapazität besser ausgenutzt werden kann.

Die einzelnen Speicherelemente eines Speicherpaketes können, wie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, Abstandsmittel, beispielsweise Ausklinkungen oder eingeprägte Warzen oder dergleichen aufweisen, so daß zwei benachbarte Speicherelemente an den Abstandsmitteln anliegend stapelbar sind. Zweckmäßigerweise ist ein solcher Speicherelementstapel auf einem Draht oder einem Bügel gehalten, wobei diese Anordnung dann ein Speicherpaket darstellt. Ebenfalls kann alleine oder auch in Kombination mit den beschriebenen Abstandsmitteln vorgesehen sein, daß die Speicherelemente Abstandsmittel aufweisen, mit denen sich ein Speicherelement eines ersten Speicherpaketes an einem benachbarten Speicherelement eines zweiten Speicherpaketes, das mit einem Abschnitt in den unter anderem durch das Speicherelement des ersten Speicherpaketes begrenzten Abstandsraum eingreift. Als Ab-Standsmittel können ebenfalls Warzen oder Ausklinkungen oder dergleichen. Die eingesetzten Abstandsmittel können sich grundsätzlich über die gesamte Breite eines Speicherelementes bezogen auf die Durchströmungsrichtung erstrecken. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei

der die Abstandsmittel lediglich mit einem kleinen Abschnitt bezogen auf die Breite eines Speicherelementes an einem benachbarten Speicherelement anliegen. Somit erfolgt eine quasi punktförmige Abstützung zwischen zwei Speicherelementen. Dies hat zum Vorteil, daß ein solches Speicherpaket aus beliebigen Richtungen durchströmt werden kann. Ebenfalls stellen die Abstandsmittel in einem solchen Fall Turbulenzen induzierende Strömungshindernisse dar, so daß auch diese Maßnahme ein Wärmeübertragung begünstigt.

&iacgr;&ogr; Die einzelnen Speicherelemente können eine Lochung aufweisen, so daß die Strömungskanäle innerhalb eines Speicherpaketes nicht getrennt und parallel zueinander verlaufen, sondern daß auch eine Durchmischung der in den einzelnen Strömungskanälen geförderten Luft erfolgen kann. Auch diese Maßnahme wirkt Turbulenz erhöhend und begünstigt somit eine Wärmeübertragung. Für den Fall, daß als Abstandsmittel aus einem Speicherelement herausgebogene Ausklinkungen vorgesehen sind, so kann die Breite einer solchen Ausklinkung quer zur Längserstreckung der Strömungskanäle vorgesehen sein. Die aus der Ebene eines Speicherelementes herausgestellte Ausklinkung, dient in einem solchen Fall nicht nur als Abstandsmittel sondern ebenfalls als Leitblech, um einen Anteil des die Ausklinkung anströmenden Luftstromes durch die durch Ausklinkung hervorgerufene Durchbrechung an die andere Seite des Speicherelementes zu leiten.

Zweckmäßigerweise sind die einzelnen Speicherelemente mit ihren Abstandsmitteln dergestalt konzipiert, daß alle identisch sind und zur Erstellung eines Speicherpaketes jeweils um 180° gedreht zueinander angeordnet sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Einen schematisierten Längsschnitt durch eine Be- und Ent

lüftungsanlage eingesetzt in eine Hauswand,

Fig. 2: Eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Wärmespei

chers der Be- und Entlüftungsanlage der Figur 1,

Fig. 3: Eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Speicherelemen

tes,

Fig. 4: Eine Seitenansicht des Speicherelementes der Figur 3,

Fig. 5: Eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Speicherele

mentes und

Fig. 6: Eine Teildarstellung eines Wärmespeichers gebildet aus den

&iacgr;&ogr; in Figur 5 gezeigten Speicherelementen.

Eine Be- und Entflüftungsanlage 1 ist in einer Hauswand 2 eingesetzt. Die Be- und Entlüftungsanlage 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 3, dessen Längserstreckung etwa der Breite der Hauswand 2 entspricht.

In dem Gehäuse 3 ist eine aus einem Axialventilator 4 gebildete Ventilatoreinheit im Bereich des zur Außenseite zur Hauswand 2 gerichteten Abschnitts untergebracht. Der Axialventilator 4 ist durch eine Steuerung in beide Richtungen betreibbar, so daß durch den Axialventilator 4 ein Entlüftungsluftstrom von dem Bereich der Innenseite der Hauswand zur äußeren Umgebung hin und mit anderer Drehrichtung ein Belüftungsluftstrom von draußen in das Rauminnere gefördert werden kann. Der Axialventilator 4 ist benachbart zu einem Wärmespeicher 5 angeordnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus vier Speicherpaketen S_P gebildet ist. Jedes Speicherpaket S_P besteht aus einer Vielzahl von einzelnen plattenförmigen Speicherelementen S_E. Die einzelnen Speicherelemente S_E sind an mehreren, parallel zueinander angeordneten Drähten D in dem Gehäuse 3 gehalten. Die einzelnen Speicherelemente S_E eines Speicherpaketes S_p sind mit Abstand zueinander angeordnet, so daß durch diesen Abstandsraum mehrere parallel zueinander angeordnete Strömungskanäle gebildet sind. Die einzelnen Speicherelemente S_E von zwei benachbarten Speicherpaketen S_P sind kammartig ineinandergreifend zueinander angeordnet.

Die Anordnung der Speicherelemente S_E zueinander ist der vergrößerten Darstellung der Figur 2 zu entnehmen, in der ebenfalls weitere, in Figur 1 nicht gezeigte Details erkennbar sind. Die einzelnen Speicherelemente S_E tragen jeweils im Bereich des Endes ihrer Schmalseiten Abstandssicken A. Die Abstandssicken A sind im Bereich der beiden Enden der Schmal-

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seiten eines Speicherelementes S_E mit unterschiedlichem Abstand vom jeweiligen Rand des Speicherelementes S_E beabstandet (vgl. auch Figur 3), damit die einzelnen Speicherelemente S_E durch um 180° gedrehte Anordnungen zueinander stapelbar sind, um angeordnet auf dem Draht D ein Speicherpaket S_P ausbilden zu können, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Aus der Seitenansicht der Figur 4 eines Speicherelementes S_E wird deutlich, daß die Abstandssicken A seitlich geöffnet sind. Diese können jedoch auch geschlossen ausgebildet sein, so daß die quer angeströmten Abstandssicken ein Turbulenzen induzierendes Hindernis in den Strömungskanälen darstellen.

Die einzelnen Speicherelemente S_E eines Speicherpaketes S_p sind soweit voneinander beabstandet, daß in den jeweiligen Randbereichen der Längseiten die Speicherelemente S_E eines benachbarten Speicherpaketes Sp eingreifen können, ohne daß sich dabei die Speicherelemente S_E der beiden benachbarten Speicherpakete S_P berühren. Vielmehr ist vorgesehen, daß zwischen den Speicherelementen S_E des einen Speicherpaktes Sp und denjenigen des andern Speicherpaketes S_P ein solcher Abstand verbleibt, daß auch im Bereich des Ineinandergreifens der beiden Speicherpakete S_P eine ausreichende Strömungsquerschnittsfläche verbleibt. Dieser Bereich ist in Figur 2 jeweils mit den Bezugszeichen B₁ gekennzeichnet.

Figur 5 zeigt ein weiteres Speicherelement 6, welches neben den Abstandssicken A eines in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Speicherelementes S_E zusätzlich im Randbereich der Längsseiten des Speicherelemtes 6 Abstandswarzen 7 trägt. Ferner weist das Speicherelement 6 eine aus einzelnen Löchern 8 gebildete Lochung auf, so daß eine Verbindung der einzelnen Strömungskanäle untereinander hergestellt ist. Dies sorgt nicht nur für eine bessere Vermischung, sondern insbesondere auch für Turbulenzen, was die Wärmeübertragung begünstigt. Die Abstandswarzen 7 der zu einzelnen Speicherpaketen 9 zusammengesetzten Speicherelemente 6 dienen zur Anlage an jeweils einem in den Abstandsraum B, zwischen zwei Speicherelementen 6 des einen Speicherpaketes 9 eingreifenden Speicherelementes 6 eines benachbarten Speicherpaketes 9, wie dies in Figur 6 gezeigt ist.

Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß nicht nur die benötigte Bautiefe eines aus einzelnen Speicherpaketen gebildeten Wärmespeichers reduziert ist, sondern daß auch bei geringerem Einbauraum durch Einsatz zusätzlicher Speicherpakete die wirksame Oberfläche des Wärmespeichers vergrößert ist. Begünstigt kann dies durch Maßnahmen sein, die eine Wärmeübertragung begünstigen. Die zu den einzelnen Speicherelemente dargestellten Merkmale können sämtlich in Kombination miteinander oder auch sämtlich einzeln vorgesehen sein. Anstelle der gezeigten Abstandssicken oder Abstandswarzen können beispielsweise

&iacgr;&ogr; auch Ausklinkungen als Abstandsmittel dienen.

-9-Bezugszeichenliste

1	Be- und Entlüftungsanlage
2	Hauswand
3	Gehäuse
4	Axialventilator
5	Wärmespeicher
6	Speicherelement
7	Abstandswarze
8	Loch
9	Speicherpaket
A	Abstandssicke
B,	Abstandsraum
D	Draht
s_E	Speicherelement
Sp	Speicherpaket

Claims

1. Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung umfassend einen Wärmespeicher (5) mit zumindest zwei Speicherpaketen (S_P, 9), jeweils gebildet aus mehreren, einzelne Strömungskanäle bildenden plattenförmigen Speicherelementen (S_E, 6) sowie umfassend eine Ventilatoreinrichtung (4) zum reversiblen Fördern von Luft durch die zwischen den einzelnen Speicherelementen (S_E, 6) befindlichen Strömungskanäle, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Speicherpakete (S_P, 9) dergestalt zueinander angeordnet sind, daß diese mit ihren Speicherelementen (S_E, 8) kammartig ineinandergreifen, indem in den Abstandsraum (B₁) zwischen jeweils zwei Speicherelementen (S_E, 6) eines Speicherpaketes (S_P, 9) mit einem Abschnitt ein Speicherelement (S_E, 6) des benachbarten Speicherpaketes (S_P, 9) eingreift.

2. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente (S_E, 6) eines Speicherpaketes (S_P, 9) Abstandsmittel (A) aufweisen, mit denen sich jeweils ein Speicherelement (S_E, 6) an einem benachbarten Speicherelement (S_E, 6) desselben Speicherpaketes (S_P, 9) abstützt.

3. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente (6) eines Speicherpaketes (9) Abstandsmittel (7) aufweisen, mit denen sich jeweils ein Speicherelement (6) an einem benachbarten Speicherelement (6) des benachbarten Speicherpakets (9) abstützt.

4. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmittel (A, 7) jeweils nur mit einem kleinen Abschnitt bezogen auf die Breite eines Speicherelementes (S_E, 6) an einem benachbarten Speicherelement (S_E, 6) anliegen.

5. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandsmittel aus der Ebene eines Speicherelementes herausgebogene Ausklinkungen vorgesehen sind.

6. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Ausklinkungen eines Speicherelementes quer zur Längserstreckung der Strömungskanäle erstreckt.

7. Be- und Entlüftungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandsmittel geprägte Warzen (7) vorgesehen sind.

8. Be- und Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speicherelemente (S_E, 6) eines Speicherpaktes (S_P, 9) an einem Draht (D) gehalten sind.

9. Be- und Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (S_E, 9) eines Speicherpaketes (S_P, 9) identisch sind und jeweils benachbarte Speicherelemente (S_E, 6) eines Speicherpakets (S_P, 9) um 180° versetzt zueinander angeordnet sind.

10. Be- und Entlüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die innenliegende Speicherelemente eines Speicherpaketes mit einer Lochung versehen sind.