DE102014007735A1

DE102014007735A1 - Lüftungsanlage

Info

Publication number: DE102014007735A1
Application number: DE102014007735.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-12-04
Also published as: CH708202A2

Abstract

Dezentrale Lüftungsanlage für Wohnräume bestehend aus Zuluft- und Abluft-Modulen, wobei die Zuluft-Modul und Abluft-Module in einer Wohneinheit meist nicht im gleichen Raum eingebaut sind. Die Zuluft- und Abluft-Module besitzen Anschlüsse für Luftzufuhr und Luftauslass, in deren Luftstrom sich bevorzugt einen Luftfilter und einen Ventilator befindet. Als Wärmeübertrager werden Kondensator-Verdampfer-Elemente verwendet, welche mit einem Durchflussventil und einem Verdichter über eine Kältemittelleitung zu einem Kältemittelkreislauf verbunden sind und wobei der Verdichter temperaturabhängig gesteuert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine dezentrale Lüftungsanlage für Wohnräume bestehend aus mindestens einem Zuluft-Modul (1) (11) und mindestens einem Abluft-Modul (2) (12), wobei das/die Zuluft-Modul(e) und das/die Abluft-Modul(e) in einer Wohneinheit nicht im gleichen Raum eingebaut sein müssen, sondern bevorzugt in verschiedenen Räumen oder an verschiedenen Stellen eines Raumes angebracht sind. Jedes Zuluft- und Abluft-Modul besitzt Anschlüsse für Luftzufuhr (15) (17) und Luftauslass (16) (18), bevorzugt einen Luftfilter (19) und einen Ventilator (20) sowie als Wärmeübertrager ein Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10) und ein dazugehöriges Durchflussventil (21).
Durch den Luftauslass des Zuluft-Moduls (16) strömt die Luft direkt in die Wohnräume und durch die Luftzufuhr des Abluft-Moduls (17) strömt die Luft direkt aus den Wohnräumen. Der Luftauslass des Zuluft-Moduls und die Luftzufuhr des Abluft-Moduls sind also nicht über Lüftungskanäle oder Lüftungsrohre verbunden.
Der heutige Stand der Technik besteht aus Lüftungsanlagen, welche das Ziel haben, verunreinigte Innenluft abzuführen und frische Aussenluft anzusaugen. Diese Anlagen gibt es mit oder ohne Wärmetauscher, wobei die bekannten eingesetzten Wärmetauscher Platten-, Rohrbündel-, Lamellen-, Spiral- oder bauähnliche Wärmetauscher sind.
Die hier als Neuheit beschrieben Lüftungsanlage mit Wärmeübertrager bestehend aus einem Kondensator-Verdampfer-Element entzieht der Abluft Energie durch herunter kühlen und auskondensieren. Diese zurückgewonnene Energie wird direkt der Zuluft zugeführt. Mit dem Kondensator-Verdampfer-Element als Wärmeübertrager wird der Abluft mehr Energie entzogen als mit den bisher bekannten Wärmetauschern.
Stand der Technik:
Im Bereich der Wohnraumlüftung sind zentrale und dezentrale Lüftungsanlagen bekannt. Zentrale Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass Lüftungskanäle von den Wohnräumen zu der Anlage geführt werden müssen. Sie sind daher schwer nachrüstbar. Alle diese Anlagen haben die Aufgabe, den Frischluftbedarf von Räumen durch Zufuhr von frischer Luft zu decken und damit bevorzugt CO2, Schadstoffe und Ausdünstungen oder schlechte Gerüche zu verringern.
Dezentrale Anlagen werden bevorzugt zur Nachrüstung bestehender Räume benutzt, in denen besondere Lüftungsprobleme besten, wie Bad, Küche, WC und in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Wärmebrücken und Luftverschmutzung.
Dezentrale Lüftungsanlagen enthalten heute entweder einen Wärmetauscher oder einen Wärmezwischenspeicher. Die Geräte mit Wärmezwischenspeicher arbeiten bevorzugt mit paarigen Geräten in verschiedenen Zimmern oder mit einen Doppelgerät in einem Zimmer.
Dezentrale Lüftungsanlagen mit Wärmetauscher sind bekannt durch ihre Ausstattung mit einem Platten-, Rohrbündel-, Lamellen-, Spiral- oder bauähnlichem Wärmetauscher. Als Beispiel seien die Lüftungsanlagen mit Wärmetauscher in EP 1570220 B1 genannt, die die Energierückgewinnung mit Wärmetauschplatten erreicht sowie die Lüftungsvorrichtung mit Wärmetauscher in DE 20221698 U1 . Bevorzugt sind solche Geräte mit Luftfiltern, Ventilatoren und Steuerungen mit Sensoren ausgestattet. Ebenso sind Bedienelemente vorgesehen. Diese Anlagen gewinnen einen Teil der vorhandenen Wärme der Abluft zurück. Die Verdampfungsenergie des in der Luft enthaltenen Wassers wird praktisch nicht nicht zurückgewonnen.
Beispielhaft für den Stand der Technik bei der Wärmerückgewinnung dezentraler Lüftungsanlagen seien die Produkte der folgenden Firmen genannt:
Die Firma Helios Ventilatoren AG, Villingen Schwenningen, wirbt mit ihrem Wand-Einbaugerät KWL EC 60, ausgestattet mit einem Aluminium-Plattenwärmetauscher mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 70%. Die Firma Maico Elektroapparate-Fabrik GmbH, Villingen-Schwenningen, wirbt mit ihrem dezentralen Lüftungsgerät WRG 35 mit Aluminium-Wärmetauscher mit einer Wärmerückgewinnung von 70%. Die Firma Höhbauer GmbH, Luhe, bewirbt ihr dezentrales Lüftungssystem im Rolladenkasten AirPur Modul, welches mit aufwendigen ausgeklügelten Luftströmungswegen und Luftströmungskanälen ausgestattet ist (siehe DE20221698 ), mit einem Wärmebereitstellungsgrad von nominal 70%, maximal 80%.
Erwähnt sei auch das Gerät zum Lüften in DE 4309114 A1 , eine dezentrale Lüftungsanlage älterer Generation, welche ohne Wärmetauscher oder Wärmezwischenspeicher ausgestattet ist und die warme Luft ohne Wärmerückgewinnung in die Umgebung ablässt.
Ebenso zum Stand der Technik gehören die Klimageräte aus DE102004049621 und DE19500527 , die Klimaanlage aus DE4202204 , die Raumlufttechnische Anlage aus DE19813157 , die Frischluftheizungsanlage aus DE19960390 sowie der Ventilation apparatus aus GB2095395 . Alle diese Erfindungen sind Geräte in einem Gehäuse, also kompakte Geräte in welchen eine Wärmepumpe integriert ist und welche nicht paarweise arbeiten.
Die hier beschriebe Erfindung besteht dagegen in ihrer einfachsten Grundausführung aus einem Zuluft-Modul (11) und einem Abluft-Modul (12), wobei im Abluft-Modul ein Verdampfer-Element (14) integriert ist, um der Luft Wärme zu entziehen und das Wasser aus zu kondensieren und im Zuluft-Modul (11) ein Kondensator-Element (13) integriert ist um die Luft zu temperieren, wobei das Zuluft-Modul (11) und das Abluft-Modul (12) in verschiedenen Räumen oder an verschiedenen Stellen eines Raumes angebracht sind. Das Kondensator-Element (13) und das Verdampfer-Element (14) sowie mindestens ein Durchflussventil (21) und ein Verdichter (3) sind über eine Kältemittelleitung (6) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden wobei der/die Verdichter (3) und/oder das (die) Durchflussventil(e) (21) temperaturabhängig gesteuert werden.
Aufgabe der Erfindung
Die dezentrale Lüftungsanlage gemäss Erfindung hat die Aufgabe, den Frischluftbedarf von Räumen einer Wohnung, eines Hauses oder anderer Gebäude durch Zufuhr von frischer Luft zu decken und dabei eine sehr hohe Effizienz bezüglich Wärmerückgewinnung der vorhandenen Wärme der Abluft zu erreichen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Lüftungsanlage aus mindestens einem Zuluft-Modul (1) (11) und mindestens einem Abluft-Modul (2) (12) besteht, welche jeweils mit mindestens einem Wärmeübertrager ausgestattet sind, der aus einem Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10) bzw. einem Kondensator-Element (13) oder einem Verdampfer-Element (14) besteht.
Durch verdampfen eines Kältemittels in dem Kondensator-Verdampfer-Element (10) bzw. Verdampfer-Element (14) des Abluftmoduls wird der Abluft die Energie entzogen. Der Entzug der Energie ist unabhängig von der Aussentemperatur; je nach Energiebedarf wird die Abluft unter die Temperatur der Aussenluft gekühlt. Ist die Aussentemperatur zum Beispiel 10° Celsius, kann die Abluft auf 2° Celsius gekühlt werden. Dadurch kann man der Abluft mehr Energie entziehen als der Zuluft zugeführt werden müsste, um die gleiche Temperatur zu erreichen.
Das in der Luft enthaltene Wasser wird zu einem Grossteil auskondensiert; zum Beispiel ist die relative Luftfeuchtigkeit bei 2° Celsius tiefer als bei 22° Celsius. Beim Auskondensieren wird die Verdampfungswärme des in der Luft enthaltenen Wassers an den Wärmeübertrager, ausgebildet als Kondensator-Verdampfer-Element (10) bzw. Verdampfer-Element (14) abgegeben und wird wiederverwendet, indem es der Zuluft zugeführt wird. Der Abluft wird weit mehr Energie entzogen als bei dezentralen Lüftungsanlagen nach dem Stand der Technik.
Erfindungsgemäss wird optional die Energie zwischengespeichert. Dies wird in Wärmespeicher (25) bestehender Heizungssysteme und/oder in anderweitig vorhandene oder optional an der dezentralen Lüftungsanlage angebaute Wärmespeicher (25) vorgenommen.
Die Wärmeübertrager bestehend aus dem Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10) sowohl der Zuluft-Module (1) als auch der Abluftmodule (2) werden wahlweise als Verdampfer oder Kondensator betrieben, abhängig von der Temperierung, Befeuchtung oder Entfeuchtung.
Darstellung der Erfindung
Eine einfache Ausführung der Erfindung wird in 2 gezeigt. Die Zuluft-Module (1) sowie das Abluft-Modul (2) sind beliebig und örtlich voneinander getrennt zum Beispiel in einer Wohnung platziert. Dies kann sowohl in einem Mauerloch, in einem Fenstereinsatz, im Rollladenkasten oder an jedem anderen geeigneten Platz sein; vorteilhaft ist es auch, das Abluft-Modul in bestehende Ablufteinrichtungen zu integrieren, welche in der Küche oder den Toiletten schon vorhanden sind.
Das Zuluft- (1) und das Abluft-Modul (2) beinhalten bevorzugt die gleichen Komponenten und zwar den Wärmeübertrager, ausgebildet als Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10), ein Durchflussventil (21), Anschlüsse für Kältemittelleitungen (6), einen Temperatursensor (22), sowie optional einen Luftfilter (19), einen Ventilator (20) und eine Umluftklappe (23). Im Abluft-Modul (2) wird das Kondensator-Verdampfer-Element (10) als Verdampfer eingesetzt, um der Luft Wärme zu entziehen und das Wasser aus zu kondensieren. Im Zuluft-Modul (1) wird das Kondensator-Verdampfer-Element (9) als Kondensator eingesetzt, um die Luft zu temperieren.
Das Zuluft-Modul (1) und das Abluft-Modul (2) sind über die Anschlüsse für Kältemittelleitungen (6) mit einem Verdichter (3) verbunden. Die Steuerung (4) ist mit Steuer- und Sensor-Leitungen (7) ausgestattet, welche mit den Zuluft- (1) und Abluft-Modulen (2) sowie dem Verdichter (3) verbunden sind.
Durch verdampfen des Kältemittels in dem als Verdampfer genutzten Kondensator-Verdampfer-Element (19) des Abluftmoduls (2) wird der Abluft Energie entzogen. Das Kältemittel wird im Verdichter (3) verdichtet und kondensiert gesteuert in dem als Kondensator genutzten Kondensator-Verdampfer-Element (9) des Zuluft-Moduls (1). Beim Kondensieren wird die Energie an das Kondensator-Verdampfer-Element abgegeben und der Zuluft zugeführt. Durch verdampfen des Kältemittels in dem als Verdampfer genutzten Kondensator-Verdampfer-Element (19) des Abluftmoduls (2) wird der Abluft Energie entzogen. Kann die geforderte Heizleistung nicht mit der zu tauschenden Luftmenge erbracht werden, werden das Zuluft-Modul (1) und/oder das Abluft-Modul (2) mit der Umluftklappe (23) auf Umluft geschaltet. Um die gewünschte Temperatur zu erreichen oder zu halten wird der Umluft Anteil und der Frischluft Anteil entsprechend dem Bedarf von der Steuerung (3) variiert. Optional wird der Frischluft Anteil von der Steuerung (3) mit Hilfe von Sensoren, welche die Luftqualität messen, wie zum Beispiel CO2-Sensoren, bevorzugt mit einer überlagerten Steuerung gesteuert oder in der Steuerung auf einen bestimmten Wert eingestellt. Der Wirkungsgrad der Lüftungsanlage wird durch Steuerung (3) optimiert, indem bevorzugt die Kompressor- und Ventilator-Leistung wie auch der Umluft Anteil Wirkungsgrad optimiert betrieben werden.
Die Steuerung (4) steuert die Menge des von dem Verdichter (3) verdichteten Kältemittels sowie die Menge des Kältemittels beim Verdampfen und Kondensieren abhängig von den Ist- und Sollwerten der Raumtemperatur und der Aussentemperatur. Dabei ist der Verdichter zum Beispiel ein Verdichter mit Frequenzsteuerung oder ein anderer geeigneter Leistungsregler. Durch die dynamische Regelung der Verdichter Leistung wird die Lüftungsanlage sehr effizient betrieben und es auf energieverschwenderische Bypass Regelungen wird verzichtet.
Die Menge des Kältemittels beim Verdampfen sowie beim Kondensieren wird von der Steuerung (4) mittels den Durchflussventilen (21) gesteuert. Um eine maximale Effizienz der Wärmerückgewinnung zu erreichen werden bevorzugt Turboverdichter eingesetzt, oder Verdichter, die stufenlos gesteuert werden, wie beispielhaft solche, deren Kolbenhub mittels einer Taumelscheibe gesteuert wird oder beispielhaft Verdichter mit Frequenzsteuerung.
Die erfindungsgemässe dezentrale Lüftungsanlage für Wohnräume führt nicht nur Räumen frische Luft zu und gewinnt dabei möglichst viel Wärme aus der Abluft zurück, sie wird auch als Klimaanlage eingesetzt. Dazu wird das Kondensator-Verdampfer-Element (10) im Abluft-Modul (2) als Kondensator eingesetzt, um Warme Luft abzugeben und das Kondensator-Verdampfer-Element (9) im Zuluft-Modul (1) wird als Verdampfer eingesetzt, um die Luft zu kühlen.
Das Kältemittel wird im Verdichter verdichtet und in dem als Kondensator genutzten Kondensator-Verdampfer-Element (10) des Abluft-Moduls (2) kondensiert. Beim Kondensieren wird die Energie im Kondensator-Verdampfer-Element der Abluft übertragen. Durch verdampfen von Kältemittel, in dem als Verdampfer genutzten Kondensator-Verdampfer-Element (9) des Zuluft-Moduls (1), wird der Zuluft Energie entzogen. Kann die geforderte Kühlleistung nicht mit der zu tauschenden Luftmenge erbracht werden, werden das Zuluft-Modul (1) und/oder das Abluft-Modul (2) mit der Umluftklappe (23) auf Umluft geschaltet. Um die gewünschte Temperatur zu erreichen oder zu halten wird der Umluft Anteil und der Frischluft Anteil entsprechend dem Bedarf von der Steuerung (3) variiert. Optional wird der Frischluft Anteil von der Steuerung (3) mit Hilfe von Sensoren, welche die Luftqualität messen, wie zum Beispiel CO2-Sensoren, bevorzugt mit einer überlagerten Steuerung gesteuert oder in der Steuerung auf einen bestimmten Wert eingestellt. Der Wirkungsgrad der Lüftungsanlage wird durch Steuerung (3) optimiert, indem bevorzugt die Kompressor- und Ventilator-Leistung wie auch der Umluft Anteil Wirkungsgrad optimiert betrieben werden.
Die Steuerung (4) steuert die Menge des vom Verdichter (3) verdichteten Kältemittels derart, dass nur so viel Kältemittel verdichtet wird, wie die Lüftungsanlage beim Kondensieren und Verdampfen gerade benötigt. Dies ist abhängig von den Ist- und Sollwerten der Raumtemperatur und der Aussentemperatur. Die Menge des Kältemittels beim Kondensieren sowie beim Verdampfen wird von der Steuerung (4) mittels den Durchflussventilen (21) gesteuert.
Das Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10) der Zuluft-Module (1) und Abluft-Module (2) wird jeweils entweder als Kondensator oder als Verdampfer betrieben. Dieses Umkehren wird mittels den Durchflussventilen (21) erreicht, welche so ausgebildet sind, dass sie als Entspannungsventile fungieren, wenn das Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10) als Verdampfer wirkt, und als eigentliche Durchflussventile, wenn das Kondensator-Verdampfer-Element als Kondensator wirkt.
Das Umschalten zwischen Heiz- und Kühlbetrieb erfolgt bevorzugt durch die Umkehrung der Förderrichtung von bidirektionalen Verdichtern, also Verdichtern, die in beide Richtungen betrieben werden können. Optional werden Verdichter verwendet, welche nicht bidirektional arbeiten und bei deren Verwendung die Förderrichtung durch die Ventile umgekehrt wird. Wird in diesem Fall das Kondensator-Verdampfer-Element als Verdampfer genutzt, wird das vorgeschaltete Ventil als Entspannungsventil genutzt; wird das Kondensator-Verdampfer-Element als Kondensator genutzt, wird das vorgeschaltete Ventil als eigentliches Durchflussventil verwendet.
Die einfachste Version der vorliegenden Erfindung hat zur Aufgabe, Räumen frische Luft zu zuführen und möglichst viel Wärme aus der Abluft zurück zu gewinnen. Dabei besteht diese einfachste Version aus einem Zuluft-Modul (11) und einem Abluft-Modul (12), wobei das Zuluft-Modul(e) mit mindestens einem Kondensator-Element (13) und das/die Abluft-Modul(e) mit mindestens einem Verdampfer-Element (14) ausgestattet sind, einem Durchflussventil (21) und einem Verdichter (3), wobei das Kondensator-Element (13), das Verdampfer-Element (14), das Durchflussventil (21) und der Verdichter (3) über eine Kältemittelleitung (6) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden sind und der Verdichter (3) temperaturabhängig gesteuert wird; das Durchflussventil (21) ist dabei beliebig im Kältemittelkreislauf angeordnet, kann also auch im Zuluft-Modul (11) oder Abluft-Modul (12) integriert sein. Es ist möglich, mehrere Zuluft-Module (11) und Abluft-Module (12) für ein oder mehrere Räume zu benutzen.
Die Energie, welche der Abluft entzogen wird, wird üblicherweise der Zuluft zugeführt; überschüssige Energie wird in einer weiteren Ausführungsform zwischengespeichert, beispielsweise in Wärmespeicher (25) bestehender Heizungssysteme und/oder in Wärmespeicher (25), die an der dezentralen Lüftungsanlage angebaut sind und/oder in mit der Erfindung kombinierten Wärmepumpen (25) verbunden sind.
Des weiteren wird die dezentralen Lüftungsanlage optional derart mit Umluftklappen (23) ausgestattet, dass die Zuluft derart mit Raumluft gemischt wird, dass ein Minimum an Aussenluft zugeführt wird und damit ein Minimum an Energie benötigt wird, um den vorgegebenen oder benötigten Frischluftbedarf durch Zufuhr von frischer Luft zu decken.
Insbesondere im Kühlmodus wird den Räumen nur soviel Aussenluft zugeführt, wie gerade notwendig. Dies kann über ein CO2-Sensor gesteuert oder eine minimal eingestellte Luftmenge sein. Im Zuluft-Modul (1) wird die Umluftklappe (23) so eingestellt, dass nur eine bestimmte eingestellte Luftmenge von aussen kommt. Es wird so viel Luft durch das als Verdampfer arbeitende Kondensator-Verdampfer-Element (9) geführt, wie es nötig ist, um die Räume auf die gewünschte Temperatur zu kühlen.
Die so den Räumen entzogene Wärme wird wahlweise, je nach Ausführung über die mit Umluftklappe (23) ausgestatteten Abluftmodule oder zusätzlichem Wärmetauscher wie zum Beispiel mit Kältemittel zu Wasser oder Kältemittel zu Aussenluft abgeführt.
In einer anderen Ausführungsform wird ein oder mehrere Abluft-Module (2) der dezentralen Lüftungsanlage mit einem weiteren Kondensator-Verdampfer-Element (10) derart ausgestattet, dass dem jeweiligen Kondensator-Verdampfer-Element (10) des Abluft-Moduls (2) ein Kühl-Modul vorgeschaltet ist, welches die Luft vorkühlt. Dieses vorgeschaltete Kühl-Modul ist im Luftstrom des Abluft-Moduls (2) angeordnet und besteht vorzugsweise aus einem Kondensator-Verdampfer-Element (10), welches im Kältemittelkreislauf integriert ist. Das Vorkühlen der Luft geschieht mit dem vorgeschalteten Kühl-Modul möglichst nahe an 0°C damit die Luft fast vollständig auskondensiert wird ohne zu vereisen. Damit wird ein zum Beispiel elektrisches Abtauen, welches viel Energie verbraucht, verhindert, welches bei bestimmten Umweltbedingungen vorkommt und bei welchen die Luft des Abluft-Moduls vereist.
Die Lüftungsanlage ist in einer weiteren Ausführungsform derart ausgebildet, dass die Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (1) (11) und/oder der Luftauslass (18) des Abluft-Moduls (2) (12) derart mit Rohrleitungen wie Lüftungskanäle oder Lüftungsrohre ausgestattet sind, dass durch die Rohrleitungen der Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (1) (11) die Frischluft und durch die Rohrleitungen des Luftauslasses (18) des Abluft-Moduls (2) (12) die Abluft strömt, mit der Aufgabe, die Frischluft an einer anderen Stelle anzusaugen als an der, an welcher das Zuluft-Modul (1) (11) im Gebäude angebracht ist sowie die Abluft an einer anderen Stelle abzugeben als an der, an welcher das Abluft-Modul (2) (12) im Gebäude angebracht ist.
In der Grundausführung der Lüftungsanlage erfolgt die Steuerung des Verdampfens und Kondensierens des Kältemittels sowie des Verdichters abhängig von der Temperatur. Eine weitere Ausführungsform beinhaltet eine Steuerung (4), die durch andere Sensoren, wie Feuchtigkeits-, CO2- oder anderen Gassensoren bestimmt ist. Die Lüftungsanlage wird wahlweise so ausgebaut, dass die Luft abhängig von den genannten Sensorwerten zusätzlich zum Temperieren auch gefiltert, befeuchtet oder entfeuchtet, ionisiert oder mit Raumluft gemischt wird.
Die Steuerung (4) der Grundausführung der Lüftungsanlage ist mit einem oder mehreren Eingängen und mit einem oder mehreren Ausgängen für mindestens einen Verdichter (3) und/oder mindestens ein Durchflussventil (21) und/oder mindestens einen Temperatursensor (22) und/oder für mindestens eine Eingabeeinheit sowie mit mindestens einer Kommunikationseinheit ausgestattet; dabei sind die Schnittstellen und Ein-/Ausgänge drahtgebundenen und/oder drahtlos ausgebildet. Eine Eingabeeinheit ist eine Einheit, über welche Eingaben für die Steuerung (4) gemacht werden und bei welcher Daten und Werte abgelesen werden können. Unter einer Kommunikationseinheit wird eine elektronische Einheit verstanden, welche drahtgebunden oder drahtlos mit anderen Geräten kommuniziert, also zum Beispiel Daten austauscht und über welche die Steuerung (4) bedient werden kann, also über welche Eingaben für die Steuerung (4) gemacht werden und bei welcher Daten und Werte abgelesen werden.
Die Steuerung (4) wird wahlweise so ausgebaut, dass sie aus Ein- und Ausgängen und/oder einer oder mehreren Eingabeeinheiten sowie einer oder mehrerer Kommunikationseinheiten besteht, die dazu ausgelegt ist, mit externen Geräten zu kommunizieren. Die Anbindung der Sensoren, wie Temperatur- (22), Feuchtigkeits-, CO2- und/oder weitere Gassensoren, der Verdichter (3), Durchflussventile (21) oder Umluftklappen (23) sowie der Wärmepumpen (25), zentralen Energiespeicher (25) und Heizungssysteme an die Steuerung erfolgt drahtgebundenen und/oder drahtlos.
Die Steuerung (4) steuert die Elemente der Lüftungsanlage wie Verdichter (3), Durchflussventile (21) oder Umluftklappen (23) sowie Wärmepumpen (25), zentralen Energiespeicher (25) und Heizungssysteme derart, dass die Raumluft abhängig von den vorgenannten Sensoren, gefiltert, befeuchtet, entfeuchtet, ionisiert, mit Raumluft gemischt und/oder temperiert, das heisst gekühlt oder erwärmt wird.
Eine weitere Ausführungsform bindet ungenützte Wärmequellen (26) von zum Beispiel niedriger Temperatur, wie Abwasser, Abluft oder Technische Anlagen über ein weiteres „Verdampfer Element” im Kältemittelkreislauf so ein, dass diese Wärme genutzt wird.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine dezentrale Lüftungsanlage für Wohnräume bestehend aus Zuluft-Modulen (1) (11) und Abluft-Modulen (2) (12). Die Grundversion aus einem Zuluft-Modul (1) (11) und einem Abluft-Modul (2) (12) ist entweder in einem Raum oder in verschiedenen Räumen einer Wohneinheit eingebaut und beschränkt sich auf das Temperieren der Zuluft und die Wärmerückgewinnung aus der Abluft. Diese Vorrichtung ist einfach herzustellen und kann einfach in eine Wohneinheit eingebaut werden. Auch die Kältemittelleitungen (6) und Steuer- und Sensorleitungen (7) beanspruchen wenig Platz und können einfach verlegt werden.
Da die Abluft weiter herunter gekühlt wird als bei Wärmetauscher-Lüftungen gewinnt man nicht nur die Energie der spezifischen Wärme der Luft zurück sondern auch die Verdampfungswärme der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit. Je nach Betriebsmodus ist es sinnvoll die Abluft tiefer zu kühlen als es mit bisherigen Wärmetauscher-Lüftungen üblich ist und zwar auch unter die Temperatur der Aussenluft; damit wird mehr Energie zurückgewonnen.
Ein weiterer Betriebsmodus besteht darin, die dezentrale Lüftungsanlage zur Heizungsunterstützung einzusetzen und damit Heizungsenergie zu reduzieren. Vor allem in Übergangs-Zeiten wird auf eine konventionelle Heizung verzichtet. Dabei übernimmt die Steuerung (4) der dezentralen Lüftungsanlage das Steuern des Heizungssystems oder schaltet die Heizungsanlage oder das Heizungssystem zu oder ab.
Auf eine energieverschwenderische Bypass Lösung, also auf ein ablassen von warmer Luft ins freie ohne Nutzen der Wärmeenergie wird verzichtet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die kompakten Abluftmodule bevorzugt in schon bestehende Abluft Einrichtungen welche schon zum Beispiel in WC, Bad und Küche vorhanden sind, integriert werden.
Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Lüftungsanlage wird die bestehende Heizungsanlage in der Übergangszeit abgeschaltet und die Lüftungsanlage übernimmt die Aufgabe der Wohnungstemperierung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
Aufzählung der Figuern
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.
Bezugszeichenliste

1: Zuluft-Modul mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element
2: Abluft-Modul mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element
3: Verdichter
4: Steuerung
5: Wand der Wohnräume
6: Kältemittelleitung
7: Steuer- und Sensorleitungen
8: mögliche Luftströmung
9: Kondensator-Verdampfer-Element des Zuluft-Moduls
10: Kondensator-Verdampfer-Element des Abluft-Moduls
11: Zuluft-Modul mit mindestens einem Kondensator-Element
12: Abluft-Modul mit mindestens einem Verdampfer-Element
13: Kondensator-Element
14: Verdampfer-Element
15: Luftzufuhr des Zuluft-Moduls
16: Luftauslass des Zuluft-Moduls
17: Luftzufuhr des Abluft-Moduls
18: Luftauslass des Abluft-Moduls
19: Luftfilter
20: Ventilator
21: Durchflussventil
22: Temperatursensor
23: Umluftklappe
24: Raumluftzufuhr für Umluftfunktion
25: Beispiel eines Wärmespeichers (bzw. Energiespeichers) oder einer Wärmepumpe
26: Beispiel einer Wärmequelle, wie Abwasser, Abluft oder Technische Anlage
27: Befeuchtungsvorrichtung
28: Ionisierungsvorichtung

1 zeigt beispielhaft eine Wohnung mit Wohnräumen ausgestattet mit zwei Zuluft-Modulen (11) und einem Abluft-Modul (12), wobei jedes Zuluft-Modul mit einem Kondensator-Element (13) und das Abluft-Modul mit einem Verdampfer-Element (14) ausgestattet sind. Die Kondensator-Elemente (13), das Verdampfer-Element (14), das Durchflussventil (21) und der Verdichter (3) sind über eine Kältemittelleitung (6) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden. Der Verdichter (3) wird temperaturabhängig über die Steuerung (4) gesteuert. Das Durchflussventil (21) sind in den Zuluft-Modulen (11) und im Abluft-Modul (12) angeordnet, können aber beliebig im Kältemittelkreislauf angeordnet sein.
2 zeigt beispielhaft eine Wohnung mit Wohnräumen ausgestattet mit einem Zuluft- (1) und einem Abluft-Modul (2), welche bevorzugt die gleichen Komponenten beinhalten und zwar den Wärmeübertrager, ausgebildet als Kondensator-Verdampfer-Element (9) (10), ein Durchflussventil (21), Anschlüsse für Kältemittelleitungen (6), einen Temperatursensor (22), sowie optional einen Luftfilter (19), einen Ventilator (20) und eine Umluftklappe (23). Im Abluft-Modul (2) wird das Kondensator-Verdampfer-Element (10) als Verdampfer eingesetzt und im Zuluft-Modul (1) wird das Kondensator-Verdampfer-Element (9) als Kondensator eingesetzt. Das Zuluft-Modul (1) und das Abluft-Modul (2) sind über die Anschlüsse für Kältemittelleitungen (6) mit dem Verdichter (3) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden. Die Steuerung (4) ist durch Steuer- und Sensor-Leitungen (7) mit den Zuluft- (1) und Abluft-Modulen (2) sowie dem Verdichter (3) verbunden.
3 zeigt ein Zuluft-Modul (1), welches mit einem Kondensator-Verdampfer-Element (9) ausgestattet ist.
4 zeigt ein Abluft-Modul (2), welches mit zwei Kondensator-Verdampfer-Elementen (10) ausgestattet ist, um zum Beispiel die Luft vorzukühlen und damit ein Vereisen der Luft bei bestimmten Umweltbedingungen zu verhindern.
5 zeigt eine Wohnung mit Wohnräumen ausgestattet mit der erfindungsgemässen Lüftungsanlage, bei welcher im Kältemittelkreislauf ein Wärmespeicher (25) bzw. Energiespeicher und eine Wärmequelle (26), wie Abwasser, Abluft oder eine Technische Anlage integriert sind. Die Zuluft-Module (1) sind zusätzlich mit einer Befeuchtungsvorrichtung (27) und einer Ionisierungsvorichtung (28) ausgestattet. Die in 5 gezeigte Wohnung mit Wohnräumen kann erfindungsgemäss statt mit den Zuluft-Modulen (1) mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element (9) und dem Abluft-Modul (2) mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element (10) auch durch Zuluft-Module (11) mit mindestens einem Kondensator-Element (13) und dem Abluft-Modul (12) mit mindestens einem Verdampfer-Element (14) ausgestattet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1570220 B1 [0008]
DE 20221698 U1 [0008]
DE 20221698 [0009]
DE 4309114 A1 [0010]
DE 102004049621 [0011]
DE 19500527 [0011]
DE 4202204 [0011]
DE 19813157 [0011]
DE 19960390 [0011]
GB 2095395 [0011]

Claims

Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, ausgestattet mit mindestens einem Zuluft-Modul (11) und mindestens einem Abluft-Modul (12), wobei das Zuluft-Modul (11) und das Abluft-Modul (12) in verschiedenen Räumen oder an verschiedenen Stellen eines Raumes angebracht sind und das Zuluft-Modul (11) mit mindesten einer Luftzufuhr (15) und mindestens einem Luftauslass (16) und das Abluft-Modul (12) mit mindesten einer Luftzufuhr (17) und mindesten einem Luftauslass (18) ausgestattet sind und die Module so in dem/den Räumen angebracht sind, dass die Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (11) mit Aussenluft versorgt wird und durch den Luftauslass (16) des Zuluft-Moduls (11) die Luft direkt in den Raum strömt sowie die Luftzufuhr (17) des Abluft-Moduls (12) mit Luft aus dem Raum versorgt wird und der Luftauslass (18) des Abluft-Moduls (12) Luft in die Aussenluft ablässt, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Zuluft-Modul(e) (11) mit mindestens einem Kondensator-Element (13) und das/die Abluft-Modul(e) (12) mit mindestens einem Verdampfer-Element (14) sowie die Vorrichtung mit mindestens einem bevorzugt im Zuluft-Modul (11) und/oder Abluft-Modul (12) untergebrachten Durchflussventil (21), mindestens einem Verdichter (3) und einer Kältemittelleitung (6) ausgestattet sind und das/die Kondensator-Element(e) (13), das/die Verdampfer-Element(e) (14), das/die Durchflussventil(e) (21) und der/die Verdichter (3) über eine Kältemittelleitung (6) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden sind wobei der/die Verdichter (3) und/oder das(die) Durchflussventil(e) (21) temperaturabhängig gesteuert werden.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, ausgestattet mit mindestens einem Zuluft-Modul (1) und mindestens einem Abluft-Modul (2), wobei das Zuluft-Modul (1) und das Abluft-Modul (2) in verschiedenen Räumen oder an verschiedenen Stellen eines Raumes angebracht sind und das Zuluft-Modul (1) mit mindesten einer Luftzufuhr (15) und mindestens einem Luftauslass (16) und das Abluft-Modul (2) mit mindesten einer Luftzufuhr (17) und mindesten einem Luftauslass (18) ausgestattet sind und die Module so in dem/den Räumen angebracht sind, dass die Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (1) mit Aussenluft versorgt wird und durch den Luftauslass (16) des Zuluft-Moduls (1) die Luft direkt in den Raum strömt sowie die Luftzufuhr (17) des Abluft-Moduls (2) mit Luft aus dem Raum versorgt wird und der Luftauslass (18) des Abluft-Moduls (2) Luft in die Aussenluft ablässt, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Zuluft-Modul(e) (1) mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element (9) und das/die Abluft-Modul(e) (2) mit mindestens einem Kondensator-Verdampfer-Element (10) sowie die Vorrichtung mit mindestens einem bevorzugt im Zuluft-Modul (1) und/oder Abluft-Modul (2) untergebrachten Durchflussventil (21), mindestens einem Verdichter (3) und einer Kältemittelleitung (6) ausgestattet sind und die Kondensator-Verdampfer-Elemente (9) (10) der Zuluft- (1) und Abluft-Module (2), das/die Durchflussventil(e) (21) und der/die Verdichter (3) über eine Kältemittelleitung (6) zu einem Kältemittelkreislauf verbunden sind wobei der/die Verdichter (3) und/oder das(die) Durchflussventil(e) (21) temperaturabhängig gesteuert werden.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Zuluft-Modul(e) (1) (11) und das/die Abluft-Modul(e) (2) (12) jeweils mit mindestens einem Luftfilter (19) und/oder mindestens einem Ventilator (20) so ausgestattet sind, dass die durch die Luftzufuhr (15) (17) und den Luftauslass (16) (18) des jeweiligen Moduls durchströmende Luft auch durch die Luftfilter (19) und/oder Ventilator(en) (20) strömt.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (1) (11) und/oder der Luftauslass (18) des Abluft-Moduls (2) (12) derart mit Rohrleitungen wie Lüftungskanäle oder Lüftungsrohre ausgestattet sind, dass durch die Rohrleitungen der Luftzufuhr (15) des Zuluft-Moduls (1) (11) die Frischluft und durch die Rohrleitungen des Luftauslasses (18) des Abluft-Moduls (2) (12) die Abluft strömt.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Zuluft-Modul(e) (1) (11) mit jeweils mindestens einer Umluftklappe (23) so ausgebildet sind, dass die Zuluft mit Raumluft gemischt wird, indem die durch die Luftzufuhr (15) strömende Aussenluft mit Hilfe der Umluftklappe (23) mit Luft aus dem Raum gemischt wird und/oder das/die Abluft-Modul(e) (2) (12) mit jeweils mindestens einer Umluftklappe (23) so ausgebildet sind, dass die Zuluft mit Aussenluft gemischt wird, indem die durch die Luftzufuhr (17) strömende Raumluft mit Hilfe der Umluftklappe (23) mit Aussenluft gemischt wird.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit dem/den Zuluft-Modul(en) (1) (11) und dem/den Abluft-Modul(en) (2) (12) so ausgebildet ist, dass die Luft, welche durch den Luftauslass (16) des/der Zuluft-Moduls(e) (1) (11) in den Raum strömt, gekühlt oder erhitzt wird und die Vorrichtung als Klimaanlage und/oder Heizungsanlage betrieben wird.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Zuluft-Modul(e) (1) (11) und das/die Abluft-Modul(e) (2) (12) so ausgebildet sind, dass die Luft, welche durch den Luftauslass (16) des/der Zuluft-Moduls(e) (1) (11) in den Raum strömt, befeuchtet oder entfeuchtet und/oder ionisiert wird.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie die Wärme von mindestens einer Wärmequelle (26) nutzt.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass mindestens eine zentrale Wärmepumpe (25) und/oder mindestens ein zentraler Wärmespeicher (25) und/oder mindestens ein zentraler Energiespeicher Energie bzw. Wärme zwischenspeichert.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Abluft-Modul(e) (2) so ausgebildet sind, dass dem Kondensator-Verdampfer-Element (10) des jeweiligen Abluft-Moduls (2) ein Kühl-Modul vorgeschaltet ist, welches die Luft vorkühlt und im Luftstrom des Abluft-Moduls (2) angeordnet ist und welches vorzugsweise aus einem Kondensator-Verdampfer-Element (10) besteht, das im Kältemittelkreislauf integriert ist.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass der/die Verdichter (3) und/oder das(die) Durchflussventil(e) (21) temperaturabhängig so gesteuert werden, dass eine vorgewählte, gewünschte Raumtemperatur erreicht wird.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem oder mehreren drahtgebundenen und/oder drahtlosen Sensor(en), wie Temperatur- (22), Feuchtigkeits-, CO2- oder anderen Sensoren ausgestattet ist.
Vorrichtung zur Raumlüftung, bevorzugt Wohnraumlüftung, nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Steuerung (4) ausgebildet ist, welche mit drahtgebundenen und/oder drahtlosen Ein- und Ausgängen sowie mindestens einer drahtgebundenen und/oder drahtlosen Eingabeeinheit sowie mit mindestens einer Kommunikationseinheit, die dazu ausgelegt ist, mit drahtgebundenen und/oder drahtlosen externen Geräten zu kommunizieren, ausgestattet ist und abhängig von den Temperatur- (22), Feuchtigkeits-, CO2- oder anderen Sensoren drahtgebundene und/oder drahtlose Verdichter (3), Durchflussventil(e) (21) und/oder Umluftklappe(n) (23) und/oder drahtgebundene und/oder drahtlose Wärmepumpe(n) (25) und/oder den/die zentrale(n) Energiespeicher steuert und/oder drahtgebundene und/oder drahtlose Heizungssysteme zu- oder abschaltet und/oder die gesamte Steuerung des/der Heizungssystems(e) übernimmt.