DE20209031U1 - Ventilation system for room ventilation - Google Patents
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DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE · MOERSETR STRASSE* 140' ■ D-47B03 KREFELDDR. STARK & PARTNER PATENT ATTORNEYS · MOERSETR STRASSE* 140' ■ D-47B03 KREFELD
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Belüftungssystem zur Raumbe- und -entlüftungVentilation system for room ventilation and dehumidification
Die Erfindung betrifft ein Belüftungssystem zur Raumbe- und -entlüftung mit einem sich zwischen einer vorzugsweise gebäudeaußenseitigen Lufteinlassöffnung und einer vorzugsweise rauminnenseitigen Luftauslassöffnung erstreckenden Zuluftkanal, mit einem sich zwischen einer vorzugsweise gebäudeinnenseitigen Lufteinlassöffnung und einer vorzugsweise raumaußenseitigen Luftauslassöffnung erstreckenden Abluftkanal, wobei zur Temperierung der Zuluft der Zuluftkanal und der Abluftkanal über einen gemeinsamen Wärmetauscher geleitet sind, und mit einem Abluftbypass, durch den Abluft unter Umgehung des Wärmetauschers von dem an die Lufteinlassöffnung angrenzenden Bereich des Abluftkanals zu dem an die Luftauslassöffnung angrenzenden Bereich des Abluftkanals führbar ist, wobei in dem Zuluftkanal und in dem Abluftkanal je eine Luftfördereinrichtung vorgesehen ist und dem Abluftbypass eine Einrichtung zum Verschließen des Abluftbypasses zugeordnet ist.The invention relates to a ventilation system for room ventilation and dehumidification with a supply air duct extending between an air inlet opening preferably on the outside of the building and an air outlet opening preferably on the inside of the room, with an exhaust air duct extending between an air inlet opening preferably on the inside of the building and an air outlet opening preferably on the outside of the room, wherein the supply air duct and the exhaust air duct are guided via a common heat exchanger to control the temperature of the supply air, and with an exhaust air bypass through which exhaust air can be guided from the area of the exhaust air duct adjacent to the air inlet opening to the area of the exhaust air duct adjacent to the air outlet opening, bypassing the heat exchanger, wherein an air conveying device is provided in the supply air duct and in the exhaust air duct and a device for closing the exhaust air bypass is assigned to the exhaust air bypass.
Derartige Belüftungssysteme werden üblicherweise in Gebäudeaußenwänden vorgesehen, um einerseits die Räume des Gebäudes mit Zuluft zu versorgen und andererseits Abluft ausSuch ventilation systems are usually installed in the exterior walls of buildings to supply the rooms of the building with fresh air and to extract exhaust air from
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dem Gebäudeinneren nach außen zu fördern. Zur Temperierung der Zuluft ist dabei ein Wärmetauscher, üblicherweise ein Kreuzwärmetauscher, vorgesehen, so dass der Abluft die Wärme entzogen und die entzogene Wärme an die Zuluft abgegeben wird.from the inside of the building to the outside. A heat exchanger, usually a cross heat exchanger, is provided to temper the supply air so that the heat is extracted from the exhaust air and the extracted heat is transferred to the supply air.
Um bei tiefen Außentemperaturen infolge einer Kondensatbildung im Abluftkanal eine Vereisung des Wärmetauschers zu vermeiden, ist ein den Wärmetauscher umgehender Abluftbypass vorgesehen, der mittels einer Einrichtung verschließbar ist. Hierzu ist eine durch einen Motor antreibbare Regelklappe vorgesehen, die bei drohender Vereisung oder Verschmutzung, z. B. durch eindringende Blätter, den Abluftbypass freigibt, so dass die Abluft unter den Abluftbypass aus dem Raum geführt wird.In order to prevent the heat exchanger from freezing up at low outside temperatures due to condensation in the exhaust air duct, an exhaust air bypass is provided that bypasses the heat exchanger and can be closed using a device. For this purpose, a control flap that can be driven by a motor is provided, which releases the exhaust air bypass when there is a risk of freezing or contamination, e.g. due to leaves penetrating the room, so that the exhaust air is led out of the room under the exhaust air bypass.
Nachteilig ist, dass eine derartig ausgebildete Einrichtung einen hohen technischen Aufwand erfordert, da neben elektrischen Verbindungen beispielsweise auch eine Steuerung vorgesehen sein muss.The disadvantage is that such a device requires a high level of technical effort, since in addition to electrical connections, a control system must also be provided.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Belüftungssystem anzugeben, dass eine konstruktiv einfachere Einrichtung zum Verschließen des Abluftbypasses aufweist.The object of the invention is to provide a ventilation system which has a structurally simpler device for closing the exhaust air bypass.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung als eine in dem Abluftbypass angeordnete, selbsttätig arbeitende Regelklappe ausgebildet ist, die bei einer Strömungswiderstandserhöhung infolge einer Strömungsquerschnittsverringerung des Abluftkanals, z. B. durch Vereisung oder Verschmutzung des Wärmetauschers, gegen eine Rückstellkraft aus ihrer Schließstellung in eine Offenstellung verschwenkbar ist. Im Normalbetrieb befindet sich die Regelklappe in ihrer Schließstellung, so dass dieThis task is solved by the device being designed as an automatically operating control flap arranged in the exhaust air bypass, which can be pivoted against a restoring force from its closed position to an open position in the event of an increase in flow resistance due to a reduction in the flow cross-section of the exhaust air duct, e.g. due to icing or contamination of the heat exchanger. In normal operation, the control flap is in its closed position, so that the
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DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE ■ MOERSEk ^TRASSE* 140' · D-47fcO3KÜEFELDDR. STARK & PARTNER PATENT ATTORNEYS ■ MOERSEk ^TRASSE* 140' · D-47fcO3KÜEFELD
durch die Luftfördereinrichtung in dem Abluftkanal geförderte Abluft über den Wärmetauscher in Richtung der entsprechenden Luftauslassöffnung gefördert wird. Kommt es infolge sinkender Außentemperaturen zu einer Kondensatbildung im Abluftkanal und zu einer Strömungsquerschnittsverringerung infolge von Vereisung, erhöht sich der Staudruck im Abluftkanal auf der Anströmseite des Wärmetauschers, so dass die Regelklappe selbsttätig gegen ihre Rückstellkraft in die Offenstellung verschwenkt wird. Hierdurch wird die Abluft über den Abluftbypass aus dem entsprechenden Raum gefördert. Bei Rückgang der Vereisung durch gezieltes Erwärmen des Wärmetauschers oder aufgrund Anstieg der Außentemperatur vergrößert sich der Strömungsquerschnitt wieder, so dass der Staudruck auf der Anströmseite des Wärmetauschers sinkt und die Regelklappe aufgrund ihrer Rückstellkraft selbsttätig in die Schließstellung verschwenkt wird. Dies bewirkt, dass die Abluft wieder über den Wärmetauscher strömt.Exhaust air conveyed by the air conveying device in the exhaust air duct is conveyed via the heat exchanger in the direction of the corresponding air outlet opening. If condensate forms in the exhaust air duct as a result of falling outside temperatures and the flow cross-section is reduced due to icing, the dynamic pressure in the exhaust air duct on the upstream side of the heat exchanger increases, so that the control flap is automatically pivoted into the open position against its restoring force. This conveys the exhaust air out of the corresponding room via the exhaust air bypass. If the icing decreases due to targeted heating of the heat exchanger or due to an increase in the outside temperature, the flow cross-section increases again so that the dynamic pressure on the upstream side of the heat exchanger drops and the control flap is automatically pivoted into the closed position due to its restoring force. This causes the exhaust air to flow over the heat exchanger again.
Als Ursache für eine Strömungswiderstandserhöhung kommt nicht nur eine Vereisung des Wärmetauschers in Betracht. Es ist auch durchaus denkbar, dass die Strömungsquerschnittsverringerung durch eine Verschmutzung, beispielsweise durch in das Belüftungssystem eindringende Blätter, begründet ist.The reason for an increase in flow resistance is not only icing of the heat exchanger. It is also quite conceivable that the reduction in the flow cross-section is caused by contamination, for example by leaves penetrating the ventilation system.
Zur Erzeugung einer Rückstellkraft kann an der Regelklappe eine Feder, insbesondere eine auf der Anströmseite der Regelklappe angreifende Zugfeder, vorgesehen sein.To generate a restoring force, a spring, in particular a tension spring acting on the upstream side of the control flap, can be provided on the control flap.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Regelklappe so angeordnet sein, dass die Rückstellkraft durch das Eigengewicht der Regelklappe selbst und/oder durch ein an der Regelklappe angebrachtes Gewicht erzeugt wird.In another embodiment, the control flap can be arranged such that the restoring force is generated by the weight of the control flap itself and/or by a weight attached to the control flap.
DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE · MOERSEÜ S*TRASSE* 14(T · D-47&03 WtEFELDDR. STARK & PARTNER PATENT ATTORNEYS · MOERSEÜ S*TRASSE* 14(T · D-47&03 WtEFELD
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann in dem Abluftkanal im Bereich zwischen der Abzweigung und der Einmündung des Abluftbypasses eine, vorzugsweise durch einen Motor betätigbare, Drosselklappe, vorgesehen sein. Hierdurch wird durch Sperrung des Abluftkanals in dem Bereich zwischen der Abzweigung und der Einmündung ein Durchströmen des Wärmetauschers unterbunden, so dass die Abluft zwangsweise durch den Abluftbypass strömen muss. Aufgrund des Anstiegs des Staudruckes aufgrund der in der Schließstellung befindlichen Drosselklappe wird die Regelklappe in den Abluftbypass in die Offenstellung verschwenkt. Ein Schließen bietet sich beispielsweise bei drohender Vereisung des Wärmetauschers an, so dass dann die Abluft über den Abluftbypass unter Umgehung des Wärmetauschers in Richtung der entsprechenden Luftauslassöffnung gefördert wird. Bei Stillstand des Belüftungssystems wird zudem eine ungewollte Strömung innerhalb des Abluftkanals verhindert.In a preferred embodiment of the invention, a throttle valve, preferably actuated by a motor, can be provided in the exhaust air duct in the area between the branch and the mouth of the exhaust air bypass. This prevents flow through the heat exchanger by blocking the exhaust air duct in the area between the branch and the mouth, so that the exhaust air is forced to flow through the exhaust air bypass. Due to the increase in the dynamic pressure due to the throttle valve being in the closed position, the control valve in the exhaust air bypass is pivoted into the open position. Closing is a good idea, for example, if the heat exchanger is at risk of icing up, so that the exhaust air is then conveyed via the exhaust air bypass, bypassing the heat exchanger, in the direction of the corresponding air outlet opening. When the ventilation system is at a standstill, unwanted flow within the exhaust air duct is also prevented.
Die Drosselklappe kann auf der Abströmseite des Wärmetauschers in Strömungsrichtung gesehen vor der Einmündung des Abluftbypasses vorgesehen sein.The throttle valve can be provided on the downstream side of the heat exchanger before the inlet of the exhaust air bypass, seen in the direction of flow.
In dem Zuluftkanal kann, vorzugsweise auf der Anströmseite des Wärmetauschers, ein über eine Regeleinheit mit dem Motor verbundener Temperatursensor vorgesehen sein. Wird eine kritische Temperatur im Zuluftkanal ermittelt, die eine mögliche Vereisung des Wärmetauschers zur Folge haben könnte, wird von dem Temperatursensor über die Regeleinheit ein Signal an den Motor ausgesandt, woraufhin die Drosselklappe in ihrer Schließstellung verfahren wird. Bei Anstieg der Temperatur erhält der Motor wieder ein entsprechendes Signal zum Öffnen der Drosselklappe.A temperature sensor connected to the motor via a control unit can be provided in the supply air duct, preferably on the inflow side of the heat exchanger. If a critical temperature is detected in the supply air duct, which could result in the heat exchanger possibly icing up, the temperature sensor sends a signal to the motor via the control unit, whereupon the throttle valve is moved to its closed position. If the temperature rises, the motor receives a corresponding signal to open the throttle valve.
DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE · MOERSER STRASSE* 140* · D-47803*KREFELDDR. STARK & PARTNER PATENT ATTORNEYS · MOERSER STRASSE* 140* · D-47803*KREFELD
Zur Steuerung des Motors kann aber auch ein externer, über eine Regeleinheit mit dem Motor verbundener Temperatursensor, insbesondere ein im Bereich einer Gebäudeaußenseite angeordneter Temperatursensor, vorgesehen sein. Dieser Temperatursensor kann beispielsweise an einer Gebäudefassade angeordnet sein und zur Steuerung von mehreren Motoren diverser an unterschiedlichen Stellen in dem zu klimatisierenden Gebäude installierter Belüftungssysteme vorgesehen sein.However, an external temperature sensor connected to the motor via a control unit, in particular a temperature sensor arranged on the outside of a building, can also be provided to control the motor. This temperature sensor can be arranged on a building facade, for example, and can be provided to control several motors of various ventilation systems installed at different locations in the building to be air-conditioned.
In dem Zuluftkanal kann zusätzlich eine, vorzugsweise motorisch betätigbare und auf der Abströmseite des Wärmetauschers angeordnete, Drosselklappe vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, dass im Nichtbetrieb des Belüftungssystems, d. h. bei ausgeschalteter Luftfördereinrichtung, eine Strömung innerhalb des Zuluftkanals verhindert wird.In addition, a throttle valve can be provided in the supply air duct, preferably one that can be operated by a motor and is arranged on the downstream side of the heat exchanger. This makes it possible to prevent flow within the supply air duct when the ventilation system is not in operation, i.e. when the air conveying device is switched off.
Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention shown in the drawing is explained below. They show:
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Belüftungssystems ,Fig. 1 is a schematic diagram of a ventilation system according to the invention,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit je einer in dem Ab- und in dem Zuluftkanal angeordneten über einen Motor betätigbaren Drosselklappe und einem in dem Zuluftkanal vorgesehenen Temperatursensor undFig. 2 shows the object according to Fig. 1 with a throttle valve arranged in the exhaust and supply air ducts and actuated by a motor and a temperature sensor provided in the supply air duct and
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 mit je einer in dem Ab- und in dem Zuluftkanal angeordneten über einen Motor betätigbaren Drosselklappe und einem externen Temperatursensor.Fig. 3 shows the object according to Fig. 1 with a throttle valve arranged in the exhaust and supply air ducts and operable by a motor, and with an external temperature sensor.
DR. STARK & PARTNER PATENTANWÄLTE · MOERSER STRASS^ 140* · D-47Ö03VftEFELDDR. STARK & PARTNER PATENT ATTORNEYS · MOERSER STRASS^ 140* · D-47Ö03VftEFELD
In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.In all figures, identical reference symbols are used for identical or similar components.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Belüftungssystem, das einen Abluftkanal 1 und eine Zuluftkanal 2 aufweist. Der Abluftkanal 1 und der Zuluftkanal 2 werden über einen Wärmetauscher 3 geleitet, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet ist. Der Zuluftkanal 1 und der Abluftkanal 2 weisen je eine Lufteinlassöffnung 4 bzw. 5 und je eine Luftauslassöffnung 6 bzw. 7 auf.Fig. 1 shows a ventilation system according to the invention, which has an exhaust air duct 1 and a supply air duct 2. The exhaust air duct 1 and the supply air duct 2 are guided through a heat exchanger 3, which in the embodiment shown is designed as a cross-flow heat exchanger. The supply air duct 1 and the exhaust air duct 2 each have an air inlet opening 4 or 5 and an air outlet opening 6 or 7.
In dem an die Lufteinlassöffnung 4 angrenzenden Bereich des Abluftkanals 1 ist eine Abzweigung 8 eines Abluftbypasses 9 vorgesehen. Der Abluftbypass 9 mündet in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Wärmetauscher 3, also in dem an die Luftauslassöffnung 6 angrenzenden Bereich, über eine Einmündung 10 wieder in den Abluftkanal 1 ein.In the area of the exhaust air duct 1 adjacent to the air inlet opening 4, a branch 8 of an exhaust air bypass 9 is provided. The exhaust air bypass 9 flows back into the exhaust air duct 1 via an inlet 10 behind the heat exchanger 3, i.e. in the area adjacent to the air outlet opening 6, as seen in the direction of flow.
In dem Abluftbypass 9 ist eine selbsttätig arbeitende Regelklappe 11 vorgesehen, die gegen eine auf der Anströmseite der Regelklappe 11 angreifende Zugfeder 12 in Richtung des Pfeils 13 aus der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung in die Offenstellung verschwenkbar ist.In the exhaust air bypass 9, an automatically operating control flap 11 is provided, which can be pivoted against a tension spring 12 acting on the upstream side of the control flap 11 in the direction of the arrow 13 from the closed position shown in Fig. 1 into the open position.
Zusätzlich ist in dem Abluftkanal 1 in dem an die Luftauslassöffnung 6 angrenzenden Bereich ein Ventilator als Luftfördereinrichtung 14 und in dem Zuluftkanal 2 in dem an die Luftauslassöffnung 7 angrenzenden Bereich ein Ventilator als Luftfördereinrichtung 15 vorgesehen. Hierdurch wird in dem Abluftkanal 1 ein Strömung der Abluft in Richtung der Pfeile 16 und in dem Zuluftkanal 2 in Richtung der Pfeile 17 erzeugt.In addition, a fan is provided as an air conveying device 14 in the exhaust air duct 1 in the area adjacent to the air outlet opening 6 and a fan is provided as an air conveying device 15 in the supply air duct 2 in the area adjacent to the air outlet opening 7. This generates a flow of exhaust air in the direction of the arrows 16 in the exhaust air duct 1 and in the supply air duct 2 in the direction of the arrows 17.
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Kommt es beispielsweise bei sinkenden Außentemperaturen im Bereich der Lufteinlassöffnung 4 infolge einer Kondensatbildung zu einer Vereisung des Wärmetauschers 3, so erhöht sich der Staudruck in dem Abluftkanal 1 auf der Anströmseite des Wärmetauschers 3, so dass die Regelklappe 11 gegen die Rückstellkraft der Zugfeder 12 in Richtung des Pfeiles 13 verschwenkt wird, so dass nunmehr unter Umgehung des Wärmetauschers 3 die Abluft über den Abluftbypass 9 (Pfeil 18) mittels der Luftfördereinrichtung 14 zu der Luftauslassöffnung 6 gefördert wird. Im Falle eines Auftauens des Wärmetauschers 3 vergrößert sich der Strömungsquerschnitt wieder mehr und mehr, so dass der Staudruck auf der Anströmseite des Wärmetauschers 3 sinkt und die Regelklappe 11 aufgrund der Zugfeder 12 in ihre Schließstellung geschwenkt wird. In diesem Fall wird die Abluft wieder über den Wärmetauscher 3 geführt.If, for example, the heat exchanger 3 freezes over due to condensate formation in the area of the air inlet opening 4 due to falling outside temperatures, the dynamic pressure in the exhaust air duct 1 on the upstream side of the heat exchanger 3 increases, so that the control flap 11 is pivoted against the restoring force of the tension spring 12 in the direction of arrow 13, so that the exhaust air is now conveyed to the air outlet opening 6 via the exhaust air bypass 9 (arrow 18) by means of the air conveying device 14, bypassing the heat exchanger 3. If the heat exchanger 3 thaws, the flow cross-section increases more and more again, so that the dynamic pressure on the upstream side of the heat exchanger 3 drops and the control flap 11 is pivoted into its closed position due to the tension spring 12. In this case, the exhaust air is guided over the heat exchanger 3 again.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Belüftungssystems ist zusätzlich in dem Abluftkanal 1 und dem Zuluftkanal 2 je eine Drosselklappe 19 bzw. 20 vorgesehen, die über je einen Motor 21 bzw. 22 betätigbar sind. Die Drosselklappe 19 ist dabei zwischen dem Wärmetauscher 3 und der Einmündung 10 in dem Abluftkanal 1 angeordnet, während die Drosselklappe 20 in dem an die Luftauslassöffnung 7 angrenzenden Bereich positioniert ist. Zusätzlich ist in dem Zuluftkanal 2 im Bereich der Lufteinlassöffnung 5 ein Temperatursensor 23 vorgesehen, der über eine Regeleinheit 24 zur Steuerung mit dem Motor 21 verbunden ist.In the embodiment of a ventilation system according to the invention shown in Fig. 2, a throttle valve 19 and 20 are additionally provided in the exhaust air duct 1 and the supply air duct 2, which can be actuated by a motor 21 and 22, respectively. The throttle valve 19 is arranged between the heat exchanger 3 and the inlet 10 in the exhaust air duct 1, while the throttle valve 20 is positioned in the area adjacent to the air outlet opening 7. In addition, a temperature sensor 23 is provided in the supply air duct 2 in the area of the air inlet opening 5, which is connected to the motor 21 for control via a control unit 24.
Wird mittels des Temperatursensors 23 eine kritische Temperatur ermittelt, bei der es zu Vereisungserscheinungen innerhalb des Wärmetauschers 3 kommen kann, erhält der Motor 21 über die Regeleinheit 24 ein Signal, so dass dieIf a critical temperature is determined by means of the temperature sensor 23 at which icing can occur within the heat exchanger 3, the motor 21 receives a signal via the control unit 24 so that the
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Drosselklappe 19 in die nicht dargestellte Schließstellung bewegt wird. Hierdurch wird die Abluft zwangsweise über den Abluftbypass 9 unter Umgehung des Wärmetauschers 3 geführt. Bei Absinken der Temperatur erhält der Motor 21 von der Regeleinheit 24 ein entsprechendes Signal zum erneuten Öffnen der Drosselklappe 19.Throttle valve 19 is moved into the closed position (not shown). This forces the exhaust air to pass through the exhaust air bypass 9, bypassing the heat exchanger 3. When the temperature drops, the motor 21 receives a corresponding signal from the control unit 24 to reopen the throttle valve 19.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Belüftungssystem ist der Motor 21 mit einem außerhalb des Belüftungssystems angeordneten Temperatursensor 25 verbunden, der beispielsweise im Bereich einer Außenfassade eines Gebäudes angeordnet sein kann. Der Temperatursensor 25 ist bei einem solchen Ausführungsbeispiel vorzugsweise über eine zentrale Regeleinheit 26, wie z. B. die Gebäudeleittechnik, mit dem Motor 21 verbunden.In the ventilation system shown in Fig. 3, the motor 21 is connected to a temperature sensor 25 arranged outside the ventilation system, which can be arranged, for example, in the area of an external facade of a building. In such an embodiment, the temperature sensor 25 is preferably connected to the motor 21 via a central control unit 26, such as the building management system.
Es liegt auf der Hand, dass mittels des Temperatursensors 25 beliebig viele Belüftungssysteme verschiedener Räume eines Gebäudes steuerbar sind.It is obvious that any number of ventilation systems in different rooms of a building can be controlled by means of the temperature sensor 25.
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