-
Die Erfindung betrifft einen Lüfter zum
Belüften
von Gebäuden
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Moderne Gebäude sind aus Energiespargründen derart
gegenüber
einer Außenumgebung abgedichtet,
daß bei
geschlossenen Fenstern ein möglichst
geringer Wärmeaustausch
zwischen Gebäudeinnenräumen und
der Außenumgebung
ermöglicht
ist. Dadurch ist eine Wärmezirkulation
und somit ein Abkühlen
der Gebäudeinnenräume ausgeschlossen.
Dies führt
zur Bildung von Schimmel, der sich nicht nur unter gesundheitlichen
Gesichtspunkten negativ auf das Raumklima auswirkt.
-
Eine Lösung zur Vermeidung des vorbeschriebenen
Problems offenbart die
DD 245
920 . Diese Druckschrift zeigt ein Belüftungselement zur Raumklimatisierung,
das an einer Gebäudeaußenwand
angeordnet ist. Dabei ist eine äußere Schale des
Belüftungselements
von der Gebäudeaußenwand
beabstandet, so daß ein
Luftführungsraum
gebildet wird. Dieser Luftführungsraum
steht über
entgegengesetzte stirnseitige Öffnungen
des Belüftungselments
mit der Außenumgebung
und über
vertikal übereinanderliegende Öffnungen
in der Gebäudeaußenwand
mit einem Gebäudeinnenraum
in Verbindung.
-
In den Öffnungen sind Verschlußklappen
angeordnet, die so angesteuert werden können, daß entweder entlang der Gebäudeaußenwand
Außenluft
durch den Luftführungsraum
strömen
kann oder die Innenraumluft durch den Luftführungsraum strömt. Dabei
wird die sich in dem Luftführungsraum befindende
Luft durch Sonnenenergie aufgewärmt. Eine
Vermischung der Innenraumluft mit der Außenluft ist jedoch ausgeschlossen.
-
Nachteilig an dieser Lösung ist,
daß keine Zufuhr
von frischer Außenluft
in den Gebäudeinnenraum
ermöglicht
ist, da die Innenraumluft oder die Außenluft immer getrennt voneinander
durch den Luftführungsraum
geleitet werden. Es besteht über die
Verschlußkappen
keine Verbindung von der Außenumgebung
mit dem Gebäudeinnenraum,
so daß die
Innenraumluft lediglich Wärme
an die Außenumgebung
abgeben bzw. durch die Sonnenenergie aufnehmen kann, wenn sie durch
den Luftführungsraum strömt.
-
Somit wird verbrauchte Innenraumluft
durch die bekannte Lösung
praktisch nur umgewälzt,
so daß die
Belüftung
von Gebäudeinnenräumen und
so die Verbesserung des Raumklimas nicht optimal ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen Lüfter
mit verbesserter Wirkung zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch
einen Lüfter mit
den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.
-
Der erfindungsgemäße Lüfter zum Belüften von
Gebäuden
weist einen Lüfterkasten
auf, der auf eine Gebäudeaußenwand
aufsetzbar ist und einen Lufteinlaß und einen gebäudeseitigen
Luftauslaß hat. Erfindungsgemäß ist der
Lüfterkasten
zumindest abschnittsweise von einer lichtdurchlässigen Abdeckung umgeben, die
mit dem Lüfterkasten
einen Wärmeübergangsraum
bildet.
-
Durch den Wärmeübergangsraum wird Sonnenenergie
absorbiert, wodurch die in dem Lüfterkasten
angesammelte Luft erwärmt
wird und eine Sogwirkung entsteht, so daß je nach vertikaler Anordnung
des Lufteinlasses und des Luftauslasses entweder frische Außenluft
an einen Gebäudeinnenraum
oder verbrauchte Innenraumluft an die Außenumgebung abgegeben wird.
-
Dabei ist besonders vorteilhaft,
daß nicht
nur ein Wärmeaustausch
zischen der Außenumgebung und
dem Gebäudeinnenraum
erfolgt, sondern ebenfalls ein Luftaustausch, so daß die Bildung
von Schimmel unterdrückt
und das Raumklima entscheidend verbessert wird. Des Weiteren ist
vorteilhaft, daß der
Luftaustausch automatisch geschieht und keine überwachende Funktionen wie
zum Beispiel bei geöffnetem
Fenster durch den Bewohner notwendig sind.
-
Da die Außenluft in einem Luftführungsraum in
dem Lüfterkasten
erwärmt
wird, bevor sie in den Gebäudeinnenraum
eintritt, wird die Innenraumluft nicht abgekühlt, so daß trotz Außenluftzufuhr keine zusätzliche
Heizenergie notwendig ist, um die Innenraumtemperatur konstant zu
halten.
-
Um den Luftaustausch unterbrechen
zu können,
ist bei einer Ausführungsform
zumindest eine verschwenkbare Verschlußklappe im Bereich des Lufteinlasses
oder Luftauslasses vorgesehen, über die
die Luftzirkulation zwischen dem Gebäudeinnenraum und der Außenumgebung
unterbrechbar ist. Zur automatischen Steuerung der Verschlußklappe bzw.
zum Umstellen von Sommer- auf Winterbetrieb ist ein Thermostat vorstellbar,
das ab einer bestimmten Lufttemperatur in dem Luftführungsraum,
beispielsweise 25 °C,
die Verschlußklappe öffnet.
-
Bei einer anderen Ausführungsform
sind in dem Luftführungsraum
Rippen zur Vergrößerung einer Wärmeaustauschfläche vorgesehen.
Dabei sind diese Rippen vorteilhafterweise abdeckungsseitig bzw.
sonnenseitig in dem Luftführungsraum
angeordnet und eine gegenüberliegende
Innenfläche
des Luftführungsraums
dunkel eingefärbt.
-
Weiterhin läßt sich der Wärmeübergang
verbessern, wenn der Wärmeübergangsraum
gegenüber
der Umgebung evakuiert, d.h. hermetisch abgeschlossen ist. Somit
ist es möglich,
den Wärmeübergangsraum
mit einem besonders gutsonnenabsorbierenden Fluid zu befüllen. Diese
Wirkung läßt sich durch
einen getönte
Abdeckung noch verstärken.
-
Die durch den Lüfter geförderte Luftmenge läßt sich
durch ein Gebläse,
daß vorzugsweise
solarbetrieben ist, steigern.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, den Lüfterkasten
rohrförmig
auszuführen,
so daß sich
ein rohrförmiger
Luftführungsraum
mit einem mantelartigen Wärmeübergangsraum
ergibt. Prinzipiell kann der Lüfterkasten
in beliebigen Formen gestalten sein, wodurch er an jede Gebäudeaußenwand
anpaß-
und somit an jeder Gebäudeaußenwand
positionierbar ist. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Lüfter entsprechend
des Sonnenstands positioniert werden kann, so daß eine optimale Absorption
der Sonnenenergie erfolgt.
-
Um ein Eintreten von Pollen oder
Insekten zu verhindern, können
im Bereich des Lufteinlasses Filter oder Gitter angeordnet werden.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der
Lüfterkasten
wetterbeständig
ist. Ein geeignetes Material ist zum Beispiel für den Lüfterkasten Stahl und für die Abdeckung
Isolierglas.
-
Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand weitere Unteransprüche.
-
Im Folgenden erfolgt eine detaillierte
Betrachtung der Erfindung anhand schematischer Darstellungen. Es
zeigen
-
1 einen
Schnitt durch einen an einer Gebäudeaußenwand
positionierten Lüfter
zur Versorgung eines Gebäudeinnenraums
mit Außenluft,
-
2 einen
Querschnitt durch den Lüfter aus 1,
-
3 einen
Schnitt durch einen weiteren Lüfter
zur Versorgung eines Gebäudeinnenraums
mit Außenluft
-
4 einen
Querschnitt durch den Lüfter aus
Figur S- und
-
5 einen
Schnitt durch einen an einer Gebäudeaußenwand
positionierten Lüfter
zur Abfuhr von Innenraumluft.
-
Die 1 und 2 zeigen eine bevorzugte
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Lüfters 2 mit einem
Lüfterkasten 4 und
einer Abdeckung 6.
-
Der Lüfterkasten 4 ist etwa
gauderförmig ausgebildet
und mit einer Seitenfläche 8 an
einer Gebäudeaußenwand 10 befestigt.
Im Innern 48 des Lüfterkastens 4 ist
ein Luftführungsraum 14 gebildet,
der mit einem stirnseitigen unteren Lufteinlaß 16 und einem seitenflächenseitigen
Luftauslaß 18 versehen ist.
Der Lufteinlaß 16 kann
auf einen Bereich des Lüfterkastens 4 beschränkt sein
oder sich entlang der gesamten Breite des Lüfterkastens 4 erstrecken.
Der Luftauslaß 18 erstreckt
sich in Richtung Gebäudeaußenwand 10 und
taucht in einen Belüftungskanal 20 in
der Gebäudeaußenwand 10 ein.
Somit kann Außenluft über den
Lufteinlaß in
den Luftführungsraum 14 und über den
Luftauslaß 18 in
einen Gebäudeinnenraum 22 strömen.
-
Um das Eindringen von Pollen oder
Insekten in den Luftführungsraum 14 und
somit in den Gebäudeinnenraum 22 zu
verhindern, ist im Bereich des Lufteinlasses 16 ein Filter 24 bzw.
Gitter angeordnet.
-
Vorzugsweise ist im Bereich des Luftauslasses 18 eine
verstellbare Verschlußklappe 26 angeordnet,
so daß der
Luftauslaß 18 zugesteuert
und ein Einströmen
von Außenluft 38 in
den Gebäudeinnenraum 22 verhindert
ist. Vorteilhafterweise ist diese Verschlußklappe 26 über einen
Thermostat (nicht dargestellt) ansteuerbar, so daß die Verschlußklappe 26 temperaturabhängig auf-
bzw. zugesteuert wird. Dabei kann der Thermostat sowohl im Bereich
des Lufteinlasses 18, als auch außerhalb des Luftführungsraums 14 angeordnet
sein.
-
In dem Luftführungsraum 14 sind
abdeckungsseitig eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Rippen 34 zur
Vergrößerung einer
Wärmeaustauschfläche ausgebildet.
Zur Vermeidung von Turbulenzen sind diese in Strömungsrichtung ausgerichtet.
Die den Rippen 34 gegenüberliegende
Innenfläche 36 des
Luftführungsraums 14 ist
vorzugsweise dunkel eingefärbt.
-
Weiterhin ist es vorstellbar, im
Bereich des Luftführungsraums 14 ein
solarbetriebenes Gebläse (nicht
dargestellt) anzuordnen, das die Sogwirkung der sich erwärmenden
Außenluft 38 unterstützt, so daß mehr Außenluft 38 in
den Gebäudeinnenraum 22 gefördert werden
kann.
-
Die Abdeckung 6 ist wannenartig
ausgebildet und über
ihre umlaufende Stirnfläche 28,
auf der von der gebäudeabgewandten
Seitenfläche 12 des Lüfterkasten 4 befestigt.
Somit wird zwischen dem Lüfterkasten 4 und
der Abdeckung 6 ein Hohlraum 30 geschaffen, der
als Wärmeübergangsraum
dient. Jedoch ist es auch vorstellbar, die Abdeckung 6 eben auszuführen und über einen
umlaufenden Steg des Lüfterkastens 4 von
diesem zu beabstanden und den Wärmeübergangsraum 30 zu
schaffen.
-
Um den Wärmeübergangsraum 30 optimal als
Wärmespeicher
nutzen zu können,
kann dieser gegenüber
der Umgebung evakuiert, d.h. hermetisch abgeschlossen sein. Idealerweise
besteht die Abdeckung 6 aus einem lichtdurchlässigen Material wie beispielsweise
Isolierglas, das vorzugsweise dunkel getönt ist, und der Lüfterkasten 4 aus
einem wärmeleitfähigen Material
wie Stahl. Wahlweise ist der Wärmeübergangsraum 30 mit
Unterdruck beaufschlagt oder mit einem sonnenabsorbierenden Fluid
befüllt, so
daß die
im Luftführungsraum 14 angesammelte Außenluft 38 schnell
erwärmt
wird.
-
Vorzugsweise ist der Lüfter 2 über eine Schwenkeinrichtung
(nicht dargestellt) in seiner Position verschwenkbar, so daß er optimal
zur Sonne ausgerichtet werden kann. Dabei kann er prinzipiell überall,
beispielsweise im Bereich von Fenstern zwischen einem Rolladenkasten
und einem darüberliegenden
Fenstersims, an der Gebäudeaußenwand (10)
angebracht werden.
-
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Lüfters 2 ist
wie folgt:
Sobald Sonnenstrahlung auf die Abdeckung 6 auftrifft wird
diese durch den Wärmeübergangsraum 30 absorbiert
und an die sich in dem Luftführungsraum 14 befindende
Außenluft 38 über die
abdeckungsseitige Seitenfläche 12 und über die
Rippen 34 abgeben. Die Außenluft 38 erwärmt sich
entsprechend, so daß die Verschlußklappe 26 über das
Thermostat ab einer definierten Temperatur, beispielsweise 25 °C im Luftführungsraum 14, öffnet und
die erwärmte
Außenluft 38 in
den Gebäudeinnenraum 22 einströmt. Dadurch ergibt
sich eine Sogwirkung, die weitere Außenluft 38 in den
Gebäudeinnenraum 22 nachsaugt,
bis die Verschlußklappe 26 aufgrund
fehlender Sonneneinstrahlung und somit fallender Temperatur in dem
Luftführungsraum 14 über das
Thermostat wieder geschlossen wird.
-
Die 3 und 4 zeigen eine andere bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung. Dabei entspricht die Funktionsweise der vorbeschriebenen Ausführungsform
nach den
-
1 und 2, so daß lediglich auf bauliche Unterschiede
hingewiesen wird.
-
Der Lüfter 2 hat einen rohrförmigen Lüfterkasten 4 und
eine, den Lüfterkasten 4 mantelartig umschließende rohrförmige Abdeckung 6.
-
Der Lüfterkasten 4 weist
einen gebogenen Kopfbereich 32 auf, der mit seinem freien
Endabschnitt 44 in den Belüftungskanal 20 der
Gebäudeaußenwand 10 eintaucht.
Somit ist der Lüfterkasten 4 von
der Gebäudeaußenwand 10 prinzipiell
beabstandet. Im Innern 48 des Lüfterkastens 4 ist
der Luftführungsraum 14 ausgebildet,
wobei der Lufteinlaß 16 und
der Luftauslaß 18 stirnseitig
angeordnet sind, so daß prinzipiell
der gesamte rohrförmige Querschnitt
des Lüfterkastens 4 als
Strömungsquerschnitt
zur Verfügung
steht und keine Drosselverluste entstehen.
-
Die Rippen 34 sind gleichmäßig über die
Innenumfangsfläche 40 des
Luftführungsraum 14 verteilt
und entsprechend der Strömungsrichtung
orientiert.
-
Durch das mantelartige Umschließen des Lüfterkastens 4 durch
die Abdeckung 6 erstreckt sich der Wärmeübergangsraum 30 ringraumartig über die gesamte
Außenumfangsfläche 46 des
Lüfterkastens 4,
so daß eine
gleichmäßige Erwärmung der
Außenluft 38 in
dem Luftführungsraum 14 erfolgt.
-
5 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der im Gegensatz zu den Ausführungsformen
nach den 1 bis 4 keine Zufuhr von Außenluft 38 in
einen Gebäudeinnenraum 22 erfolgt,
sondern eine Abfuhr von Innenraumluft 42 aus dem Gebäudeinnenraum 22.
-
Der wesentliche Unterschied zwischen
diesen Ausführungsformen
besteht darin, daß die
vertikale Anordnung des Lufteinlasses 16 und des Luftauslasses 16 vertauscht
ist.
-
Während
bei den Ausführungsformen
nach den 1 bis 4 der Lufteinlaß 16 unterhalb
des Luftauslasses 18 angeordnet ist, ist er bei der Ausführungsform
nach 5 oberhalb des
Luftauslasses 18 angeordnet.
-
Der Wechsel in der vertikalen Anordnung
der beiden Öffnungen 16, 18 beruht
darauf, daß erwärmte Luft
leichter als kalte Luft ist und somit aufsteigt. Je nach dem, welche Öffnung 16, 18 nun
oberhalb der anderen angeordnet ist, strömt die Luft über die
obere Öffnung 16, 18 ab
und saugt Luft über
die untere Öffnung 16, 18 nach.
Dabei ist dies vollkommen unabhängig
davon, ob Innenraumluft 42 aus dem Gebäudeinnenraum 22 abgesaugt
oder Außenluft.
38 dem Gebäudeinnenraum 22 zugeführt werden
soll.
-
Somit dient bei der Ausführungsform
nach 5 der Luftauslaß 16 als
Eintrittsöffnung
und der Lufteinlaß 18 als
Austrittsöffnung
für die
Luft, hier die Innenraumluft 42.
-
Offenbart ist ein Lüfter zum
Belüften
von Gebäuden
mit einem Lüfterkasten,
in dem ein Lufteinlaß und
ein gebäudeseitiger
Luftauslaß ausgebildet
sind, und einer Abdeckung, die den Lüfterkasten abschnittsweise
umschließt
und mit dem Lüfterkasten einen
Wärmeübergangsraum
begrenzt.
-
- 2
- Lüfter
- 4
- Lüfterkasten
- 6
- Abdeckung
- 8
- Seitenfläche
- 10
- Gebäudeaußenwand
- 12
- Seitenfläche
- 14
- Luftführungsraum
- 16
- Lufteinlaß
- 18
- Luftauslaß
- 20
- Belüftungskanal
- 22
- Gebäudeinnenraum
- 24
- Filter/Gitter
- 26
- Verschlußklappe
- 28
- Stirnfläche
- 30
- Wärmeübergangsraum
- 32
- Kopfbereich
- 34
- Rippe
- 36
- Innenfläche
- 38
- Außenluft
- 40
- Innenumfangsfläche
- 42
- Innenraumluft
- 44
- freier
Endabschnitt
- 46
- Außenumfangsfläche
- 48
- Innere