CH688243A5 - Geraet zum Lueften von Raeumen. - Google Patents

Description

1

CH 688 243 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Lüften von Räumen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Geräte dieser Gattung werden insbesondere zum Lüften von Räumen eingesetzt, wobei der Ventilator die Luft aus dem Raum ins Freie oder in ein Abluftsystem fördert. Insbesondere werden Geräte dieser Gattung hierbei zur Entlüftung von Innenräumen ohne Aussenfenster eingesetzt, z.B. von Bädern und Toilettenräumen oder auch von Küchen- oder Abstellräumen. Selbstverständlich können solche Geräte auch zum Zuführen von Frischluft in die Räume eingesetzt werden. Die Lüftung sorgt in den Räumen für eine saubere Luft und gesundes Raumklima. Bei Innenräumen ohne Fenster dient die Belüftung insbesondere auch zum Abführen von Gerüchen, Feuchtigkeit und Schadstoffen.

In der Regel ansaugseitig vor dem Ventilator des Gerätes ist ein Filter angeordnet, in den meisten Anwendungsfällen in Form einer grossflächigen Filtermatte. Bei der Entlüftung verhindert das Filter, dass Staub und Schmutz über das Gerät in das Abluftsystem geführt wird und sich in diesem für eine Reinigung schwer zugänglichen Abluftsystem absetzt, wobei evtl. Rückschlag- und Brandschutzklappen in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Bei Luftzuführung verhindert das Filter, dass Staub und Schmutz von aussen in die Räume zugeführt werden.

Damit das Gerät die Lüftungsfunktion hinreichend erfüllen kann, muss das Gerät für entsprechende Volumenströme ausgelegt sein. Für die Entlüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Aussenfenster gibt beispielsweise die deutsche Norm DIN 18017 T3 die entsprechenden Bemessungsvorschriften. Das Gerät fördert die seiner Dimensionierung entsprechenden Volumenströme jedoch nur dann, wenn das Filter eine ausreichende Luftdurchlässigkeit aufweist. Die Luftdurchlässigkeit des Filters nimmt bei zunehmender Verschmutzung ab, so dass das Gerät die vorgesehenen Volumenströme trotz entsprechender Dimensionierung nicht mehr fördern kann. Das Filter muss demzufolge bei Erreichen eines gewissen Verschmutzungsgrades gewechselt werden, damit das Gerät funktionsfähig bleibt. Da das Filter in der Regel durch eine Sichtblende abgedeckt ist, ist der Verschmutzungsgrad nicht erkennbar, so dass auch das Absinken der Luftdurchlässigkeit nicht bemerkt wird. Häufig wird das Gerät daher über lange Zeiträume mit verschmutztem Filter betrieben und erfüllt seine Funktion nicht. Dies kann zu Störungen der Gesundheit und des Wohlbefindens der Bewohner führen und zur Schädigung der Bausubstanz bei mangelnder Abführung der Feuchtigkeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum Lüften von Räumen zur Verfügung zu stellen, welches die Gefahr eines Betriebs mit unzureichender Luftförderung verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst mit einem Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Linteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäss wird eine Möglichkeit geschaffen, die Funktionsfähigkeit des Gerätes während des Betriebs laufend zu überwachen. Hierzu wird der Luftdurchfluss durch das Filter ermittelt. Eine Anzeige macht den Luftdurchfluss durch das Filter erkennbar, so dass das Filter ausgetauscht werden kann, sobald der erforderliche Luftdurchsatz nicht mehr gewährleistet ist. Im allgemeinen ist es nicht notwendig, den Luftdurchfluss durch das Filter exakt zu kennen, es ist vielmehr ausreichend, wenn das Absinken des Luftdurchflusses unter einen Mindestwert angezeigt wird, der ein Auswechseln des Filters erforderlich macht.

Um den Luftdurchfluss durch das Filter zu bestimmen, können alle an sich bekannten Methoden eingesetzt werden.

Beispielsweise kann der Unterdruck hinter dem Filter bestimmt werden. Dieser durch die Saugwirkung des Ventilators bewirkte Unterdruck nimmt zu, wenn der Luftdurchsatz durch das Filter infolge Verschmutzung abnimmt, da kein ausreichender Druckausgleich durch die durch das Filter nachströmende Luft erfolgen kann. Ebenso kann die Druckdifferenz zwischen Vorderseite und Rückseite des Filters ermittelt werden. Auch diese Druckdifferenz wird grösser, wenn der Druckausgleich durch das Filter infolge von Verschmutzung behindert wird.

Weiter ist es möglich, den Luftdurchfluss über die Strömungsgeschwindigkeit der das Filter durchmessenden Luft zu ermitteln. Hierzu können mechanische Effekte ausgenützt werden, z.B. durch rotierende Flügel mit tangentialer oder axialer Beaufschlagung durch die strömende Luft oder durch sogenannte Windfahnenschalter. Ebenso können thermische Effekte ausgenützt werden, z.B. durch eine thermoelektrische Sonde, wie die sogenannte Hitzdrahtsonde.

Die Druckmessung oder Differenzdruckmessung ist relativ aufwendig. Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit der das Filter durchmessenden Luft ist relativ empfindlich, da die Strömungsgeschwindigkeit wegen der üblicherweise grossflächigen Filter gering ist.

In einer vorteilhaften Ausführung wird daher ein Bypass-Kanal parallel zu dem Filter im Strömungsweg des Ventilators angeordnet. Der Strömungswiderstand dieses Bypass-Kanals ist wesentlich grösser als der Strömungswiderstand des grossflächigen Filters, solange dessen Luftdurchlässigkeit nicht durch Verschmutzung beeinträchtigt ist. Solange das Filter funktionsfähig ist, strömt die durch den Ventilator angesaugte Luft somit durch das Filter und nicht durch den Bypass-Kanal. Nimmt die Luftdurchlässigkeit des Filters infolge von Verschmutzung ab, so vergrössert sich die Druckdifferenz zwischen Vorder- und Rückseite des Filters und somit zwischen Vorderseite und Rückseite des Bypass-Kanals. Bei zunehmendem Verschmutzungsgrad des Filters strömt daher ein zunehmend wachsender Luftvolumenstrom durch den Bypass-Kanal. Der Luftdurchfluss durch den Bypass-Kanal stellt somit ein Mass für den Verschmutzungsgrad des Filters dar. Der Luftdurchfluss durch den Bypass-Kanal ändert sich dabei stark, so dass eine einfache Bestimmung möglich ist. Insbesondere kann die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in dem

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 688 243 A5

4

Bypass-Kanal einfach mit einer für die Verschmutzungsanzeige ausreichenden Genauigkeit bestimmt werden. Auch hier kann ein thermoelektrischer Effekt ausgenützt werden, indem zum Beispiel eine Hitzdrahtsonde in dem Bypass-Kanal angeordnet ist. Ebenso können die oben genannten mechanischen Effekte wirkungsvoll zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit im Bypass-Kanal eingesetzt werden.

Die Anzeige des Luftdurchflusses kann ebenfalls in unterschiedlicher Weise erfolgen. Da die Anzeige einen möglichst geringen Energiebedarf haben soll und da unter Umständen eine längere Zeitspanne verstreicht, bis das Filter ausgewechselt wird, ist eine optische Anzeige einer akustischen Anzeige vorzuziehen.

Als optische Anzeige kann beispielsweise eine elektrische Leuchtanzeige verwendet werden. Ebenso kann ein mechanisch bewegbares Anzeigeelement verwendet werden, das von einer Energieversorgung unabhängig ist und eine grössere Langzeithaltbarkeit aufweist.

Bei vielen bekannten Messmethoden ist es erforderlich, die mechanische Messgrösse in eine elektrische Grösse umzuwandeln oder die Messgrösse liegt als elektrische Grösse vor, wie z.B. bei den thermoelektrischen Messmethoden. In solchen Fällen ist entweder eine elektrische Anzeige erforderlich, oder es ist eine weitere Umwandlung der elektrischen Grösse in eine mechanische Anzeige erforderlich. Um den mit solchen mechano-elektrischen oder elektro-mechanischen Wandlern verbundenen Aufwand zu vermeiden, werden vorzugsweise eine mechanische Messung des Luftdurchflusses und ein mechanisches Anzeigeelement verwendet, die mechanisch gekoppelt sind.

Dadurch werden Ausführungsformen der Funktionsüberwachung mit einfachen mechanischen Mitteln möglich, die die Gesamtkosten des Gerätes nur unwesentlich beeinflussen.

In einer äusserst einfachen und preisgünstigen Ausführung wird daher der Luftdurchfluss durch das Filter über die Strömungsgeschwindigkeit in einem Bypass-Kanal bestimmt, wobei ein Schwebekörper in dem Bypass-Kanal von der durchströmenden Luft gegen eine Rückstellkraft mitgenommen wird. Das Anzeigeelement kann dabei unmittelbar an dem Schwebekörper angebracht sein, wobei seine der Mitnahme des Schwebekörpers entsprechende Stellung die optische Anzeige bildet. Die auf den Schwebekörper wirkende Rückstellkraft kann im einfachsten Falle durch das Eigengewicht des Schwebekörpers erzeugt werden, wenn der Bypass-Kanal vertikal angeordnet ist und von der Luft von unten nach oben durchströmt wird. Ist eine solche Anordnung des Bypass-Kanals aus konstruktiven Gründen oder wegen der Einbaulage des Gerätes nicht möglich, so kann die Rückstellkraft durch eine am Schwebekörper angreifende Feder erzeugt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch ein Gerät zum Lüften von Räumen,

Fig. 2 eine Frontansicht des Gerätes mit abgenommener Blende,

Fig. 3a und b eine Draufsicht auf die Überwachungseinrichtung mit abgenommener Kappe bei funktionsfähigem Filter (Fig. 3a) und bei verschmutztem Filter (Fig. 3b),

Fig. 4a und b eine Fig. 3 entsprechende Draufsicht auf die Überwachungseinrichtung mit aufgesetzter Kappe bei funktionsfähigem Filter (Fig. 4a) und bei verschmutztem Filter (Fig. 4b) und

Fig. 5a und b einen vertikalen Schnitt durch die Überwachungseinrichtung bei funktionsfähigem Filter (Fig. 5a) und bei verschmutztem Filter (Fig. 5b).

Das Gerät zum Lüften von Räumen weist ein Gehäuse 10 auf, welches in die Wand des Raumes eingebaut wird. In dem Gehäuse 10 ist ein Ventilator eingesetzt, der aus einem von einem Elektromotor 12 angetriebenen Radialgebläserad 14 besteht. Eine Einlaufdüse 16 führt von einer ansaugseitigen Kammer 18 des Gehäuses axial zu dem Radialgebläserad 14. Die ausblasseitige Kammer 20 des Gehäuses 10 ist in nicht dargestellter Weise an ein Abluftsystem des Gebäudes angeschlossen.

Ansaugseitig vor dem Ventilator wird die an-saugseitige Kammer 18 des Gehäuses 10 durch einen Rahmen 22 abgeschlossen. Der Rahmen 22 sitzt mittels einer Dichtung 24 abgedichtet auf dem raumseitigen Rand des Gehäuses 10. Der Rahmen 22 weist mittig einen grossflächigen Durchbruch mit einem Gitter 26 auf. In diesen Durchbruch ist ein als Filtermatte ausgebildetes Filter 28 eingesetzt, welches von dem Gitter 26 abgestützt wird.

Raumseitig vor dem Rahmen 22 mit dem Filter 28 ist eine Blende 30 angeordnet. Die Blende 30 deckt den Rahmen 22 und das Filter 28 ab. Die Blende 30 ist von dem Rahmen 22 und dem Filter 28 beabstandet, so dass zwischen dem Rahmen 22 und der Blende 30 ringsum ein Spalt freibleibt, durch welchen Luft aus dem Raum angesaugt werden kann, die durch das Filter 28 durchtritt und über den Ventilator in das Abluftsystem gefördert wird.

Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des Gerätes, d.h. der Luftdurchlässigkeit des Filters 28, ist ein Bypass-Kanal 32 an dem Rahmen 22 unterhalb des Filters 28 vorgesehen. Der in den Fig. 3 bis 5 im einzelnen dargestellte Bypass-Kanal 32 weist ein an dem aus Kunststoff bestehenden Rahmen 22 einstückig angeformtes U-Profil 34 auf. Das U-Profil 34 ist vertikal ausgerichtet, wobei der Profilgrund durch den Rahmen 22 gebildet ist und die Profilschenkel von dem Rahmen 22 senkrecht abstehen. Am oberen Ende des U-Profils 34 ist im Profilgrund eine Bohrung 36 vorgesehen, die durch den Rahmen 22 hindurch zu der Ansaugkammer 18 des Ventilators führt. Am unteren Ende des U-Profils verengen sich dessen Schenkel zu einem vertikal verlaufenden, sich mittig an das U-Profil 34 anschliessenden Führungsschlitz 38. Auf das stirnseitig offene U-Profil wird eine aus Kunststoff bestehende Kappe 40 aufgesetzt. Die Kappe 40 hat die Form eines rechteckigen Quaders, der an seiner dem Rahmen 22 zugewandten Seite offen ist. Die Kappe 40 sitzt im Passsitz auf dem U-Profil 34 und

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 688 243 A5

6

schliesst dieses an seiner offenen von dem Rahmen 22 abgewandten Stirnseite dicht ab. Die Kappe 40 umschliesst auch den Führungsschlitz 38. In der zu dem Rahmen 22 parallelen Stirnfläche weist die Kappe 40 in ihrem unteren Bereich einen Durchbruch 42 auf. Der Durchbruch 42 hat die Form eines vertikalen langgestreckten Schlitzes, dessen oberes Ende bis über das untere Ende des U-Profils 34 reicht. In seinem mittleren Bereich über dem Führungsschlitz 38 ist der Durchbruch 42 zu einem Sichtfenster 44 verbreitert. Durch den Durchbruch 42, das U-Profil 34 und die Bohrung 36 wird somit der Bypass-Kanal 32 gebildet, der einen Luftdurchtritt von der Raumseite parallel an dem Filter 28 vorbei zur Ansaugseite des Ventilators ermöglicht.

In dem vertikalen Bypass-Kanal 32 ist ein Schwebekörper 46 angeordnet. Der Schwebekörper 46 ist einstückig aus Kunststoff hergestellt und weist einen dünnen vertikalen Stab auf, an dessen oberem Ende ein Tragflügel 48 angeformt ist. Der Tragfügel 48 sitzt quer in dem U-Profil 34 und schliesst dieses bis auf einen beiderseitigen Durchlassspalt ab. Am unteren Ende weist der Schwebekörper 46 eine Führungsnase 50 auf, die in den Führungsschlitz 38 eingreift und gleitend in diesem geführt ist. Weiter ist am unteren Ende des Schwebekörpers 46 eine Meldefläche 52 angeformt, die im Bereich der Führungsnase 50 ausgebildet ist, zu dieser senkrecht verläuft und auf den Schenkeln des Führungsschlitzes 38 aufliegt, so dass sie zwischen den Schenkeln des Führungsschlitzes 38 und der Stirnfläche der Kappe 40 geführt ist. Die Meldefläche 52 weist beispielsweise eine rote Signalfarbe auf.

Die Funktionsweise der Überwachungseinrichtung wird anhand der Fig. 3 bis 5 erläutert.

Der laufende Ventilator saugt Luft aus der Ansaugkammer 18 ab und fördert diese über die aus-blasseitige Kammer 20 in das Abluftsystem. Dadurch entsteht in der Ansaugkammer 18 ein Unterdruck, durch welchen Luft aus dem Raum angesaugt wird. Das grossflächige Filter 28 weist einen wesentlich grösseren Luftdurchtrittsquerschnitt auf als der Bypass-Kanal 32. Die Raumluft wird somit durch das Filter 28 angesaugt, so dass nur eine geringe Druckdifferenz zwischen dem Raum und der Ansaugkammer 18 aufgebaut wird. Solange nur diese geringe Druckdifferenz besteht, strömt nur eine minimale Luftmenge durch den Bypass-Kanal 32. Der Schwebekörper 46 wird daher durch sein Eigengewicht in der in den Fig. 3a, 4a und 5a gezeigten unteren Anschlagstellung gehalten. In dieser unteren Stellung befindet sich die Meldefläche 22 unterhalb des Sichtfensters 44, so dass in diesem lediglich der schmale Stab des Schwebekörpers sichtbar ist.

Wird das Filter 28 mit zunehmender Verschmutzung zugesetzt, so verringert sich seine Luftdurchlässigkeit zunehmend. Mit zunehmender Verschmutzung kann kein ausreichendes Luftvolumen aus dem Raum durch das Filter 28 in die Ansaugkammer 18 nachströmen. Es baut sich somit eine zunehmend grössere Druckdifferenz zwischen Raum und Ansaugkammer 18 auf. Aufgrund dieser grossen Druckdifferenz strömt nun ein grösserer Luftvolumenstrom mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den Bypass-Kanal 32. Da der Querschnitt des U-Profils 34 durch den Tragflügel 48 des Schwebekörpers 46 weitgehend abgeschlossen ist, nimmt die Luftströmung den Schwebekörper 46 gegen dessen Eigengewicht nach oben mit. Da der Tragflügel 48 beiderseits symmetrisch von der Luftströmung umströmt wird und das Gewicht des Schwebekörpers unten an dem Tragflügel 48 angreift, ergibt sich eine stabile Lage des Schwebekörpers 46 in dem Luftstrom, wobei der Tragflügel 48 nicht mit den Seitenwänden des U-Profils 34 in Berührung kommt. Der Schwebekörper 46 bewegt sich auf diese Weise in dem Bypass-Kanal, ohne dass er sich verkanten und festklemmen kann. Der Schwebekörper 46 wird durch die Luftströmung so weit nach oben mitgenommen, bis er in der in den Fig. 3b, 4b und 5b gezeigten Endstellung mit der Meldefläche 52 an einer Kante 54 der Profilschenkel anschlägt. In dieser Endstellung befindet sich die Meldefläche 52 des Schwebekörpers 46 hinter dem Sichtfenster 44 der Kappe 40 und ist vom Raum her über ein mit dem Sichtfenster 44 lageübereinstimmendes Sichtfenster 56 der Blende 30 sichtbar. Durch das Erscheinen der Meldefläche 52 in dem Sichtfenster 56 wird den Menschen in dem Raum angezeigt, dass der Luftdurchfluss durch das Filter 28 nicht mehr ausreichend ist und das Filter 28 ausgewechselt werden muss.

Claims (17)

Patentansprüche

1. Gerät zum Lüften von Räumen, mit einem Ventilator und mit einem dem Ventilator zugeordneten Filter, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Luftdurchfluss durch das Filter (28) bestimmt wird und zumindest das Absinken des Luftdurchflusses unter einen Mindestwert angezeigt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Luftdurchflusses durch das Filter (28) der Druck hinter dem Filter (28) oder die Differenz der Drücke vor dem Filter (28) und hinter dem Filter (28) ermittelt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Luftdurchflusses durch das Filter (28) die Strömungsgeschwindigkeit der das Filter (28) durchfliessenden Luft ermittelt wird.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass-Kanal (32) parallel zu dem Filter (28) im Strömungsweg des Ventilators (12, 14) angeordnet ist, dessen Strömungswiderstand wesentlich grösser ist als der Strömungswiderstand des unverschmutzten Filters (28), und dass zur Bestimmung des Luftdurchflusses durch das Filter (28) der Luftdurchfluss durch den Bypass-Kanal (32) ermittelt wird.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Luftdurchflusses durch den Bypass-Kanal (32) die Strömungsgeschwindigkeit in dem Bypass-Kanal (32) ermittelt wird.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 688 243 A5

durch gekennzeichnet, dass der Luftdurchfluss durch eine thermoelektrische Sonde ermittelt wird.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdurchfluss mittels wenigstens eines durch die Luftströmung mechanisch beaufschlagten Körpers ermittelt wird.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdurchfluss optisch angezeigt wird.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige ein mechanisch bewegbares Anzeigeelement aufweist.

10. Gerät nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Körper und das Anzeigeelement mechanisch gekoppelt sind.

11. Gerät nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass-Kanal (32) ein Schwebekörper (46) angeordnet ist, der durch die Luftströmung gegen eine Rückstellkraft bewegbar ist.

12. Gerät nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement (52) an dem Schwebekörper (46) angeordnet ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement eine Meldefläche (52) aufweist, die durch die Bewegung des Schwebekörpers (46) vor ein Sichtfenster (44) und von dem Sichtfenster (44) weg bewegbar ist.

14. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (46) einen quer zur Luftströmung gestellten Tragflügel (48) aufweist.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Kanal (32) vertikal angeordnet ist und die Rückstellkraft das Eigengewicht des Schwebekörpers (46) ist.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Kanal (32) ein an einem Rahmen (22) des Filters (28) angeformtes, den Schwebekörper (46) aufnehmendes U-Profil (34) aufweist, das durch eine Kappe (40) abgeschlossen ist und das das U-Profil (34) einer-ends über eine durch den Rahmen (22) führende Bohrung (36) mit der einen Strömungsseite des Filters (28) und anderenends über einen Durchbruch (42) der Kappe (40) mit der anderen Strömungsseite des Filters (28) in Verbindung steht.

17. Gerät nach den Ansprüchen 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (42) der Kappe (40) das Sichtfenster (44) bildet.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5