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DE29904635U1 - Lüftungs-Heizvorrichtung - Google Patents

Lüftungs-Heizvorrichtung

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DE29904635U1
DE29904635U1 DE29904635U DE29904635U DE29904635U1 DE 29904635 U1 DE29904635 U1 DE 29904635U1 DE 29904635 U DE29904635 U DE 29904635U DE 29904635 U DE29904635 U DE 29904635U DE 29904635 U1 DE29904635 U1 DE 29904635U1
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heating
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fresh air
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DE29904635U
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Olsberg Hermann Everken GmbH
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Olsberg Hermann Everken GmbH
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    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
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Description

Olsberg O 2423-Ov/Bk
Hermann Everken GmbH
Lüftungs - Heizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Lüftungs - Heizvorrichtung mit einem Frischluftkanal, dem ein Frischluft - Ventilationsmittel zugeordnet ist und der in eine raumseitige Zuluft - Zuführöffnung mündet, und mit einem Raumluftkanal, dem ein Raumluft - Ventilationsmittel zugeordnet ist und der in eine raumseitige Abluft - Abführöffnung mündet, wobei Frischluft- und Raumluftkanal durch einen Wärmetauscher geführt sind, welcher zur Übertragung von Wärme vom Raumluftkanal zum Frischluftkanal geeignet ist, und wobei im Bereich des Frischluftkanals ein elektrisch aufheizbares metallisches Heizelement vorgesehen ist.
Derartige Lüftungs - Heizvorrichtungen werden für die Be- und Entlüftung sowie für die Beheizung von geschlossenen Räumen eingesetzt, wobei sich durch den vorgesehenen Wärmetauscher eine günstige Energiebilanz erzielen läßt.
Nachteilig an bekannten Lüftungs - Heizvorrichtungen ist die Tatsache, daß der betreffende Raum nicht immer in dem erwünschten Maß beheizt werden kann. Eine kurzzeitige starke Schnellaufheizung ist oft nicht möglieh, während dagegen bei erwünschter langsamer Änderung der Raumtemperatur die zugeführte erhitzte Zuluft bei Zuschaltung des elektrisch aufheizbaren Heizelements ihre Temperatur in unerwünscht sprunghafter
Weise verändert, insbesondere da in diesem Fall das Heizelement in der Regel immer nur kurzzeitig zugeschaltet wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lüftungs - Heizvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine kurzzeitige Schnellaufheizung möglich ist und daß bei normalem Heizbetrieb sprunghafte Temperaturänderungen im zugeführten erhitzten Zuluftstrom vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Heizelement ein zur Speicherung der erzeugten Wärme geeignetes Wärmespeicherelement zugeordnet ist, und daß zusätzlich im Bereich des Frischluftkanals ein wahlweise zuschaltbares, elektrisch aufheizbares, metallisches Zusatzheizelement vorgesehen ist.
Das Wärmespeicherelement bewirkt, daß auch nach dem Abschalten des Heizelements noch eine Heizfunktion gegeben ist, da das Wärmespeicherelement in Abhängigkeit seiner Masse sowie seiner thermischen Trägheit nicht sofort, sondern nur langsam abkühlt. Es ist somit möglich, die Einheit aus Heizelement und Wärme speicherelement auch bei alternierendem Zu- und Abschalten des Heizelements auf einer weitgehend konstanten Temperatur zu halten oder diese Temperatur gezielt langsam zu verändern, so daß keine sprunghaften Temperaturschwankungen im zugeführten erhitzten Zuluftstrom auftreten.
Durch das Zusatzheizelement kann - bei Bedarf - die Heizleistung erheblich erhöht werden, um beispielsweise eine Schnellheizfunktion zu realisieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also eine hinsichtlich der Heizleistung besonders flexible Heizfunktion, die aufgrund der Vermeidung sprunghafter Temperaturänderungen vom Benutzer gleichzeitig als sehr angenehm empfunden wird.
Bevorzugt ist es, wenn das Heizelement - ähnlich wie bei einem Tauchsieder - als Heizdraht und das Wärmespeicherelement als den Heizdraht umgebendes, insbesondere aus Stahl, vorzugsweise Chrom-Nickel-Stahl bestehendes Mantelrohr ausgebildet ist. Zwischen Mantelrohr und Heizdraht wird in diesem Fall bevorzugt eine Isolierung vorgesehen, welche beispielsweise aus einer Magnesiumoxid - Schicht bestehen kann.
Das Mantelrohr kann beispielsweise eine Länge zwischen 100 und 150 cm, insbesondere von ca. 130 cm, und einen Innen- oder Außendurchmesser zwischen 3 und 5 cm, insbesondere von ca. 4 cm besitzen. Die Speichermasse des Wärmespeicherelements kann ein Volumen zwischen 1,0 und 3,0 dm3, insbesondere zwischen 1,0 und 2,5 dm3, vorzugsweise von ungefähr 1,8 dm3 einnehmen.
Das Zusatzheizelement wird bevorzugt als reines Heizwendel ausgebildet, dessen Heizleistung beispielsweise zwischen 500 W und 2000 W, bevorzugt zwischen 1000 W und 2000 W, insbesondere bei ungefähr 1800 W liegt. Die Heizleistung des Heizelements kann beispielsweise zwischen und 300 W liegen und beträgt bevorzugt ungefähr 200 W. Die Heizleistung des Zusatzheizelements ist vorzugsweise um einen Faktor zwischen 3 und 15, insbesondere um einen Faktor von ca. 9 größer als die Heizleistung des Heizelements.
Soweit im Zusammenhang mit der Erfindung auf die Heizleistung des Heizelements Bezug genommen wird, kann es sich hier sowohl um einen während der Einschaltzeit des Heizelements kontinuierlich vorgesehenen Momentanwert handeln oder um einen Durchschnittswert, der sich aus einem während der Einschaltzeit vorgesehenen intermittierenden Heizbetrieb des Heizelements ergibt.
Das Frischluft - Ventilationsmittel kann in Strömungsrichtung des Frischluftkanals dem Wärmetauscher nachgeschaltet sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Heizelement zwischen Wärmetauscher und Frischluft - Ventilationsmittel angeordnet ist.
Zwischen dem Heizelement und dem Frischluft - Ventilationsmittel kann im Bereich des Frischluftkanals ein Temperaturfühler vorgesehen werden, welcher die Temperatur der durch das Heizelement erhitzten Frischluft zum Zweck einer Steuer- oder Regelfunktion mißt. Dieser oder ein weiterer Fühler kann auch so angeordnet werden, daß er letztlich die Temperatur des erfindungsgemäßen Wärme Speicherelements zu Steuer- oder Regelzwecken ermittelt.
Von Vorteil ist es, wenn zwischen der raumseitigen Abluft - Abführöffnung und dem Wärmetauscher im Bereich des Raumluftkanals ein Temperaturfühler vorgesehen ist, mittels welchem die Temperatur der angesaugten Abluft zu Steuer- oder Regelzwecken ermittelt werden kann.
Bevorzugt ist, wenn ausschließlich dem Heizelement, nicht jedoch dem Zusatzheizelement ein zur Speicherung der erzeugten Wärme geeignetes Wärmespeicherelement zugeordnet ist.
Das Zusatzheizelement kann in Strömungsrichtung des Frischluftkanals dem Frischluft - Ventilationsmittel nachgeschaltet werden, wodurch auf vorteilhafte Weise erreicht wird, daß der dem Frischluft - Ventilationsmittel vorgeschaltete Fühler durch das Zusatzheizelement, das in der Regel eine sehr hohe Heizleistung aufweist, nicht negativ beeinflußt oder beschädigt wird.
Weiterhin ist bevorzugt, wenn das dem Frischluftkanal zugeordnete Ventilationsmittel bei Betrieb des Zusatzheizelements mit einer Drehzahl läuft, die wesentlich höher ist als die Drehzahl bei ausgeschaltetem Zusatzheizelement bzw. bei Betrieb lediglich des Heizelements mit Wärmespeicherelement. Hierdurch steht die starke zusätzliche Heizleistung, wie vom Benutzer erwünscht, schnell in dem betreffenden Raum zur Verfugung, und eine Überhitzung der Vorrichtung wird vermieden. Beispielsweise kann eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen sein, die unter anderem die Drehzahl des Frischluft-Ventilationsmittels steuert und die Erhöhung der Drehzahl bei Einschalten des Zusatzheizelements automatisch veranlaßt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter. Bezugnahme auf die einzige Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben; die einzige Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Lüftungs - Heizvorrichtung in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform.
Die Lüftungs - Heizvorrichtung 1 weist einen Frischluftkanal 2 sowie einen Raumluftkanal 3 auf, welche beide durch einen Platten - Wärmetauscher 4 geführt sind, in welchem Wärme vom Raumluftkanal 3 zum Frischluftkanal 2 übertragbar ist.
5
Die beiden Kanäle 2,3 verlaufen voneinander getrennt, so daß in der gesamten Lüftungs - Heizvorrichtung 1 keine Vermischung der beiden Luftströme auftreten kann.
Die von der Atmosphäre in die Lüftungs - Heizvorrichtung 1 eintretende Außenluft gelangt durch ein Feinstaubfilter 5 zum Wärmetauscher 4. Ein in Strömungsrichtung dem Wärmetauscher 4 nachgeordneter Ventilator sorgt für die Erzeugung des Frischluftstroms im Frischluftkanal 2. In Strömungsrichtung vorgeschaltet sind dem Ventilator 6 ein als Rohrheizkörper ausgebildetes Heizelement 8 sowie ein Temperaturfühler 9, wobei sich der Temperaturfühler 9 zwischen dem Rohrheizkörper 8 und dem Ventilator 6 befindet. In Strömungsrichtung nachgeordnet ist dem Ventilator 6 ein als Heizwendel ausgebildetes Zusatzheizelement 7.
Beide Heizelemente 7,8 sind elektrisch aufheizbar.
Nur das Heizelement 8 besitzt jedoch ein aufgrund seiner Masse thermisch träges Wärmespeicherelement, welches durch das Heizelement 8 aufheizbar und dazu geeignet ist, die vom Heizelement 8 gelieferte Wärme zu speichern. Das Zusatzheizelement 7 besitzt kein Wärmespeicherelement.
Der Temperaturfühler 9 ist dazu geeignet, die Temperatur derjenigen Frischluft zu ermitteln, die den Rohrheizkörper 8 in Richtung einer raumseitigen Zuluft - Zuführöffnung 15 verläßt.
Alternativ ist es auch möglich, den Fühler 9 so auszubilden, daß er die Temperatur des Wärmespeicherelements des Rohrheizkörper 8 mißt, um dadurch beispielsweise die Temperatur des Wärmespeicherelements auf eine weitgehend konstante Temperatur regeln zu können.
Im Raumluftkanal 3 zwischen einer raumseitigen Abluft - Abführöffnung 16 und dem Wärmetauscher 4 ist ein Raumtemperatur - Fühler 10 angeordnet. Zwischen diesem Temperaturfühler 10 und dem Wärmetauscher befindet sich ein Staubfilter 11, welches dafür sorgt, daß kein Staub aus der Raumluft in den Wärmetauscher 4 gelangt.
In Strömungsrichtung dem Wärmetauscher 4 nachgeordnet ist der Raumluftkanal 3 mit einem Ventilator 12 versehen, welcher Raumluft von der raumseitigen Abluft - Abführöffnung 16 in die Atmosphäre fördert.
Schließlich ist in der dargestellten Lüftungs - Heizvorrichtung 1 eine Steuer- und Regeleinheit 13 vorgesehen, welche von den Fühlern 9,10 sowie von einer Bedieneinheit 14 beaufschlagt ist. Die Steuer- und Regeleinheit 13 beeinflußt dabei den Betriebszustand der Ventilatoren 6,12 sowie der Heizelemente 7,8. Insbesondere werden dabei die Drehzahlen der Ventilatoren 6,12 sowie die Heizleistungen der Heizelemente 7,8 gesteuert bzw. geregelt.
Es sind verschiedene Betriebsarten der dargestellten Lüftungs - Heizvorrichtung möglich, von denen nachfolgend einige lediglich beispielhaft beschrieben werden:
a) Es wird nur der Ventilator 6 betrieben, während der Ventilator 12 ausgeschaltet ist. In diesem Fall besitzt der Wärmetauscher 4 keinerlei Funktion, es wird lediglich Außenluft von der Atmosphäre über die Zuluft - Zuführöffnung in einen Innenraum gefördert. Dabei kann wahlweise durch den Betrieb der Heizelemente 7 und/oder 8 eine Heizfunktion realisiert werden.
b) Es werden beide Ventilatoren 6, 12 betrieben, jedoch keines der beiden Heizelemente 7, 8. In diesem Falle erfolgt eine Erwärmung der von der Atmosphäre zugeführten Außenluft ausschließlich im Wärmetauscher 4, was besonders energiesparend ist. Diese Betriebsart ist immer dann möglich, wenn entweder die von der Atmosphäre angesaugte Außenluft warm genug oder die gewünschte Heizleistung niedrig genug ist.
c) Es werden beide Ventilatoren 6, 12 sowie das Heizelement 8 und damit automatisch das ihm zugeordnete Wärmespeicherelement betrieben. In diesem Fall erfolgt durch das Heizelement 8 eine zusätzliche Erwärmung der von der Atmosphäre zugeführten Außenluft, wobei das Ein- und Ausschalten des Heizelements 8 automatisehe geregelt derart erfolgen kann, daß das Wärmespeicherelement des Heizelements 8 immer auf einer weitgehend konstanten Temperatur bleibt.
d) Es werden beide Ventilatoren 6, 12 sowie das Zusatzheizelement 7 betrieben. Dies ist dann sinnvoll, wenn man eine kurzzeitige Schnellaufheizung eines Innenraums erreichen will.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Ventilator 6 mit einer möglichst hohen Drehzahl läuft.
e) Die stärkste und schnellste Aufheizung eines Innenraums erfolgt dann, wenn die beiden Ventilatoren 6, 12 sowie beide Heizelemente 7, 8 betrieben werden.
Die vorstehende Aufzählung ist lediglich beispielhaft, es sind eine Vielzahl von anderen Betriebszuständen realisierbar. Insbesondere können sämtliche Heizfunktionen auch dann erreicht werden, wenn lediglich der Ventilator 6 - ohne den Ventilator 12 - betrieben wird. In diesen Fällen wird Iediglich auf eine Entlüftung eines Innenraums verzichtet, eine Belüftung mit erhitzter Frischluft wird jedoch erreicht.
Bezugszeichenliste
1 Lüftungs - Heizvorrichtung
2 Frischluftkanal
5 3 Raumluftkanal
4 Wärmetauscher
5 Feinstaubfilter
6 Ventilator
7 Zusatzheizelement
10 8 Heizelement mit Wärmespeicherelement
9 Temperaturfühler
10 Temperaturfühler
11 Staubfilter
12 Ventilator
15 13 Steuer- und Regeleinheit
14 Bedieneinheit
15 Zuluft - Zuführöffnung
16 Abluft - Abführöffnung

Claims (1)

  1. • · · &igr;
    Olsberg O 2423-Ov/Bk
    Hermann Everken GmbH
    Ansprüche:
    Lüftungs - Heizvorrichtung mit einem Frischluftkanal (2), dem ein Frischluft - Ventilationsmittel (6) zugeordnet ist und der in eine raumseitige Zuluft - Zuführöffnung (15) mündet, und mit einem Raumluftkanal (3), dem ein Raumluft - Ventilationsmittel (12) zugeordnet ist und der in eine raumseitige Abluft Abführöffnung (16) mündet, wobei Frischluft- und Raumluftkanal (2,3) durch einen Wärmetauscher (4) geführt sind, welcher zur Übertragung von Wärme vom Raumluftkanal (3) zum Frischluftkanal (2) geeignet ist, und wobei im Bereich des Frischluftkanals (2) ein elektrisch aufheizbares metallisches Heizelement (8) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Heizelement (8) ein zur Speicherung der erzeugten Wärme geeignetes Wärmespeicherelement zugeordnet ist, und daß zusätzlich im Bereich des Frischluftkanals (2) ein wahlweise zuschaltbares, elektrisch aufheizbares, metallisches Zusatzheizelement (7) vorgesehen ist.
    Lüftungs - Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Heizelement (8) als Heizdraht und das Wärmespeicherelement als den Heizdraht umgebendes, insbesondere aus
    Stahl, vorzugsweise Chrom-Nickel-Stahl bestehendes Mantelrohr ausgebildet ist.
    Lüftungs - Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Mantelrohr gegenüber dem Heizdraht elektrisch isoliert ist, wobei insbesondere zwischen Heizdraht und Mantelrohr eine Isolator - Schicht aus Magnesiumoxid vorgesehen ist.
    Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Mantelrohr eine Länge zwischen 100 und 150 cm, insbesondere von ca. 130 cm, und/oder einen Durchmesser zwischen 3 und 5 cm, insbesondere von ca. 4 cm aufweist.
    Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizleistung des Zusatzheizelements (7) um einen Faktor zwischen 3 und 15, insbesondere um einen Faktor von ca. 9 größer ist als die Heizleistung des Heizelements (8).
    Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizleistung des Zusatzheizelements (7) zwischen und 2000 W, insbesondere ca. 1800 W beträgt, und/oder daß die Heizleistung des Heizelements (8) zwischen 100 und 300 W, insbesondere ca. 200 W beträgt.
    7. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Speichermasse des dem Heizelement (8) zugeordneten Wärmespeicherelements ein Volumen zwischen 1,0 und 2,5 dm3, insbesondere von ca. 1,8 dm3 aufweist.
    8. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Frischluft - Ventilationsmittel (6) in Strömungsrichtung des Frischluftkanals (2) dem Wärmetauscher (4) nachgeschaltet ist.
    9. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Heizelement (8) zwischen Wärmetauscher (4) und Frischluft - Ventilationsmittel (6) angeordnet ist.
    10. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen Heizelement (8) und Frischluft - Ventilationsmittel (6) im Bereich des Frischluftkanals (2) ein Temperaturfühler (9) vorgesehen ist.
    11. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen der raumseitigen Abluft - Abführöffnung (16) und dem Wärmetauscher (4) im Bereich des Raumluftkanals (3) ein Temperaturfühler (10) vorgesehen ist.
    12. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ausschließlich dem Heizelement (8), nicht jedoch dem Zusatzheizelement (7) ein zur Speicherung der erzeugten Wärme geeignetes Wärmespeicherelement zugeordnet ist.
    13. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Zusatzheizelement (7) in Strömungsrichtung des Frischluftkanals (2) dem Frischluft - Ventilationsmittel (6) nachgeschaltet ist.
    14. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Steuer- und Regeleinheit (13) vorgesehen ist, mittels der Drehzahl und/oder Betriebszustand der Ventilationsmittel (6,12) und/oder Heizleistung und/oder Betriebszustand von Heizelement (8) und /oder Zusatzheizelement (7) beeinflußbar sind.
    15. Lüftungs - Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuer- und Regeleinheit (13) von Temperaturfühlern (9,10) und/oder einer Bedieneinheit (14) beaufschlagt ist.
    16. Lüftungs - Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei eingeschaltetem Zusatzheizelement (7) das Frischluft Ventilationsmittel (6) durch die Steuer- und Regeleinheit (13) auf vorzugsweise automatische Weise zu einem Betrieb mit einer solchen Drehzahl veranlaßbar ist, die gegenüber der Drehzahl des Frischluft - Ventilationsmittels (6) bei ausgeschaltetem Zusatzheizelement (7) erhöht ist.
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