Die Erfindung betrifft eine Be- und Entlüftungsanlage mit regenerativer
Wärmerückgewinnung, umfassend ein innere und äußere Be- und
Entlüftungsöffnungen aufweisendes Gehäuse, in dem wechselweise
angetriebene Ventilatoreinheiten zum Fördern von im wesentlichen axial
das Gehäuse in jeweils entgegengesetzten Richtungen unter Benutzung
desselben Strömungsweges durchströmenden Luftströmen und von den
erzeugten Luftströmen durchströmte Wärmespeicherelemente zum
Aufnehmen und Zwischenspeichern der Wärme des die
Wärmespeicherelemente in einer Richtung durchströmenden Luftstromes
und zum Abgeben derselben auf den die Wärmespeicherelemente in
entgegengesetzter Richtung durchströmenden Luftstrom angeordnet sind.
Eine derartige Be- und Entlüftungsanlage ist beispielsweise aus der DE
41 15 710 A1 bekannt. Die in diesem Dokument beschriebene Luftaustausch-
und/oder Entfeuchtungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem als
Schacht bezeichneten Gehäuse, dessen Enden jeweils eine Öffnung auf
weisen. Die in das Rauminnere mündende Öffnung des Gehäuses ist die
innere Be- und Entlüftungsöffnung; die nach außen weisende Öffnung die
äußere Be- und Entlüftungsöffnung. Zwischen den beiden Be- und Ent
lüftungsöffnungen sind von einem Luftstrom durchströmbare Wärmespei
cherelemente, den Gehäusequerschnitt im wesentlichen vollständig ausfül
lend angeordnet. Zum Erzeugen von zwei abwechselnd in entgegenge
setzte Richtungen gerichteten Luftströmen, nämlich zum Erzeugen eine
Entlüftungluftsstromes aus dem Raum heraus und eines Belüftungs
luftstromes in den Raum hinein ist eine Ventilatoreinheit im Bereich eines
Endes der Wärmespeicherelemente vorgesehen. Als Ventilatoreinheit kön
nen zwei wechselweise angetriebene Axialventilatoren dienen.
Gemäß dem Prinzip der regenerativen Wärmerückgewinnung durchströmt
in dem einen Betriebszustand ein Entlüftungsluftstrom die Wärmespei
cherelemente, an welche die im Entlüftungsluftstrom enthaltene, aus dem
zu entlüftenden Raum mitgeführte Wärme abgegeben wird. Der anschlie
ßend in demselben Strömungskanal in entgegengesetzter Richtung geför
derte kühlere Belüftungsluftstrom durchströmt die erwärmten Wärmespei
cherelemente, so daß sich der Belüftungsluftstrom vor seinem Eintritt in den
Raum erwärmt. Die auf diese Weise zugeführte Frischluft tritt somit erwärmt
in das Rauminnere ein. Zum jeweiligen Ändern der Förderrichtung ist bei
der vorbekannten Luftaustauscheinrichtung vorgesehen, für den Ent
lüftungsluftstrom den einen Axialventilator und für den Belüftungsluftstrom
den anderen Axialventilator zu betreiben.
Derartige Be- und Entlüftungsanlagen können jedoch dort nicht eingesetzt
werden, wo nur geringer Raum für eine Installation einer solchen Anlage zur
Verfügung steht, welches auch eine relativ enge Anordnung der einzelnen
Wärmespeicherelemente bedingt. Zur Erzielung einer ausreichenden Strö
mungsgeschwindigkeit des Be- und Entlüftungsluftstromes durch die ein
zelnen, in den Wärmespeicherelementen vorgesehenen Strömungskanälen
wird eine ausreichende Luftmenge und ein entsprechender Druck benötigt.
Aus der DE 30 06 318 C2 ist eine weitere Be- und Entlüftungsanlage be
kannt, die jedoch im Unterschied zur Be- und Entlüftungsanlage gemäß der
oben genannten DE 41 15 710 A1 nicht nach dem Prinzip der regenerati
ven Wärmerückgewinnung sondern nach dem Prinzip der rekuperativen
Wärmerückgewinnung arbeitet. Die Funktionsweise einer solchen Anlage
besteht in einer Bereitstellung von zwei gleichzeitig und voneinander ge
trennt geförderten Luftströmen, die durch ein oder mehrere Wärmetausche
relemente geleitet werden, wobei die im Entlüftungsluftstrom enthaltene
Wärme auf den Belüftungsluftstrom übertragen wird. Zum Fördern der bei
den Luftströme sind handelsübliche Radialventilatoren eingesetzt. Aufgrund
des Vorsehens zweier sich kreuzender Strömungskanäle und der notwen
digerweise parallel zueinander anzuordnenden Radialventilatoren benötigt
eine solche Be- und Entlüftungsanlage eine bestimmte Breite bzw. Einbau
tiefe. Daher ist eine nach dem Prinzip der rekuperativen Wärmerück
gewinnung arbeitende Anlage nicht optimal für einen Einsatz in sehr kom
pakt ausgelegten Anlagen geeignet. Zudem ist erwiesen, daß die nach dem
regenerativen Prinzip der Wämerückgewinnung arbeitenden Be- und Ent
lüftungsanlagen sich nicht nur durch einen besseren Wirkungsgrad aus
zeichnen, sondern daß bei diesen Anlagen auch eine Schwitzwasserbil
dung weitestgehend verhindert ist.
Aus der DE 41 34 429 C1 ist ein Kühlgerät für Elektronikschränke bekannt.
Bei diesem Gerät handelt es sich um ein in flacher Bauweise ausgestaltetes
Zwei-Kreis-Kühlsystem, bei dem die abzuführende Wärme des einen
Luftstromes über einen Wärmetauscher auf eine kühleren Luftstrom
übertragen wird. Der zu kühlende Luftstrom wird gemäß dem Zwei-Kreis-
Prinzip aus dem Elektronikschrank abgesaugt und nach einer Kühlung
wiederum in den Elektronikschrank eingeblasen. Der die Wärme
abführende Luftstrom wird von der Umgebung angesaugt und nach seinem
Erwärmen wieder an die Umgebung abgegeben. Zum Fördern der
Luftströme sind Radialventilatoren eingesetzt, die gleichzeitig betrieben die
Luftströme in den jeweiligen, voneinander getrennten Strömungskanälen in
entgegengesetzte Richtungen fördern. Für einen Einsatz als Be- und
Entlüftungsanlage zum Be- und Entlüften von Räumen ist diese Vorrichtung
jedoch nicht geeignet.
Ausgehend von dem zuerst diskutierten Stand der Technik liegt der
Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Be- und Entlüftungsanlage mit
regenerativer Wärmerückgewinnung vorzuschlagen, die ohne eine Einbuße
an Leistungen in einer wesentlich kompakteren Weise verwirklicht werden
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß als Gebläseein
richtung zwei Radialventilatoren vorgesehen sind, die so angeordnet sind,
daß die Blasrichtung des einen Radialventilators in die eine und die Blas
richtung des anderen Radialventilators in die entgegengesetzte Richtung
bezogen auf die Durchströmrichtung eines Luftstromes durch die Anlage
wirkend angeordnet sind, wobei die beiden Radialventilatoren derart inner
halb des Gehäuses angeordnet sind, daß die Radialventilatoren um ihre
Mittellängsachse gedreht und somit schiefwinklig in Bezug auf die Längser
streckung des Gehäusebodens angeordnet sind und daß der durch einen
Radialventilator geförderte Luftstrom im wesentlichen an dem anderen Ra
dialventilator vorbeiströmt.
Durch die Verwendung von Radialventilatoren werden für die
Gebläseeinrichtung solche Vorrichtungen verwendet, die auch bei einer
kompakten Bauweise eine hohe Förderleistung aufweisen. Zur
Gewährleistung, daß der Be- und Entlüftungsluftstrom denselben
Strömungskanal durchlaufen, sind die beiden Radialventilatoren so
angeordnet, daß durch den Betrieb des einen Radialventilators der
Belüftungsluftstrom und durch den Betrieb des anderen Radialventilators
der Entlüftungsluftstrom gefördert wird, wobei beide Radialventilatoren
wechselweise betrieben werden. Die Radialventilatoren sind zur Erzielung
der kompakten Bauweise um ihre Mittellängsachse gedreht und somit
schiefwinklig in Bezug auf die Längserstreckung des Gehäusebodens
dergestalt angeordnet, daß der von dem einen Radialventilator geförderte
Luftstrom im wesentlichen an dem anderen Radialventilator vorbeiströmt.
Die Verwendung von zwei Radialventilatoren zur Bewegung der Luftströme
erhöht nicht nur die Lebensdauer der Be- und Entlüftungsanlage, sondern
dadurch sind auch die beim Fördern der Luft verursachten
Betriebsgeräusche auf ein Minimum reduziert.
Insbesondere wenn größere Wärmeaustauschflächen in der Be- und
Entlüftungsanlage installiert sind, wird die durch Kondensatbildung
auftretende Verdampfungswärme verglichen mit einer Vorrichtung, die nach
dem rekuperativen Prinzip arbeitet, wesentlich besser ausgenutzt. Zudem
entfällt eine Schwitzwasserbildung, was insbesondere im Winter ansonsten
zu einem Verstopfen der Strömungskanäle führen könnte. Als Vorteil für
das äußere Erscheinungsbild der erfindungsgemäßen Be- und
Entlüftungsanlage ist auch, daß sowohl an der Außenseite als auch an der
Innenseite der Anlage nur jeweils eine Öffnung im Gegensatz zu einer
rekuperativ betriebener Vorrichtung angeordnet ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Ra
dialventilatoren aneinandergrenzend und in einem Winkel von
45 Grad bezogen auf die Ebene des Gehäusebodens zueinander
geneigt angeordnet. Die Ansaugöffnungen bzw. die Öffnungen
der Austrittsstutzen der Radialventilatoren zeigen somit je
weils etwa in entgegengesetzte Richtungen. Mit einer solchen
Anordnung ist es möglich, die Breite bzw. die Höhe des Ge
häuses der Be- und Entlüftungsanlage an den in Bezug auf die
Förderleistung vergleichsweise geringen Durchmesser eines
Radialventilators anzupassen.
Zur Optimierung der Förderleistung der Be- und Entlüftungs
anlage kann es zweckmäßig sein, das Gehäuse in zwei Kammern
unterteilt aufzubilden, wobei die Ansaugöffnung jeweils ei
nes Radialventilators in die eine Kammer und der Aus
trittsstutzen in die andere Kammer münden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der
Austrittsstutzen jedes Radialventilators bei Nichtgebrauch
durch eine federnd angelenkte Klappe verschlossen ist.
Eine besonders gute Schallisolierung im Hinblick auf die
durch den Betrieb entstehenden Geräusche der Be- und Entlüf
tungsanlage ergibt sich, wenn zwei Wärmespeicherelementpake
te vorgesehen sind, zwischen denen die Radialventilatoren
angeordnet sind.
Eine Umschaltung des Betriebes der Be- und Entlüftungsanlage
von einer Entlüftung auf eine Belüftung und umgekehrt er
folgt üblicherweise gemäß einem vorgegebenen Zeittakt. In
einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, Wärmemeßsensoren
an einzelnen Wärmespeicherelementen vorzusehen, die die je
weilige Temperatur des Wärmespeicherelementes erfassen und
an eine Steuereinheit weitergeben. In Abhängigkeit von der
Temperatur erfolgt dann eine Umschaltung vom Entlüftungsbe
trieb auf den Belüftungsbetrieb, wobei diese Temperatur so
vorgewählt ist, daß im Entlüftungsbetrieb noch eine ausrei
chende Wärmeabgabe an die Wärmespeicherelemente möglich ist.
Umgekehrt erfolgt eine Umschaltung vom Belüftungsbetrieb auf
den Entlüftungsbetrieb, wenn die Wärmespeicherelemente einen
Großteil ihrer gespeicherten Wärme an den Belüftungsluft
strom abgegeben haben, so daß eine weitere Erwärmung des Be
lüftungsstromes nicht mehr oder nur noch untergeordnet
stattfindet.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Be
standteil der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Draufsicht auf eine
Be- und Entlüftungsanlage mit einer aus zwei
Radialventilatoren bestehenden Gebläseeinrich
tung,
Fig. 2 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der
Be- und Entlüftungsanlage der Fig. 1 im Be
reich der Radialventilatoren im Entlüftungsbe
trieb,
Fig. 3 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der
Be- und Entlüftungsanlage der Fig. 1 im Be
reich der Radialventilatoren im Belüf
tungsbetrieb,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Anordnung von
zwei Radialventilatoren in einer Be- und Ent
lüftungsanlage und
Fig. 5 eine weitere Be- und Entlüftungsanlage mit ei
ner seitlichen Gebläseeinrichtungsanordnung.
Die in Fig. 1 gezeigte Be- und Entlüftungsanlage 1 besteht
im wesentlichen aus einem länglichen Gehäuse 2, einer Geblä
seeinrichtung 3 und zwei aus Wärmespeicherplatten 4 zusam
mengesetzten Wärmespeicherpaketen 5. Das Gehäuse 2 weist ei
ne äußere Be- und Entlüftungsöffnung 6 und eine innere Be-
und Entlüftungsöffnung 7 auf. Die äußere Be- und Entlüf
tungsöffnung 6 befindet sich an der äußeren Gehäuseseite.
Die innere Be- und Entlüftungsöffnung 7 befindet sich an der
zur Gebäudeinnenseite weisenden Seite des Gehäuses 2. Die
Be- und Entlüftungsöffnungen 6, 7 können als Lochperforatio
nen ausgebildet sein, hinter denen Filter angeordnet sind.
Als Gebläseeinrichtung 3 weist die Be- und Entlüftungsanlage
1 zwei Radialventilatoren 8, 9 auf, die in Bezug auf die
Ebene des Gehäusebodens 10 in Richtung der Längserstreckung
des Gehäuses 2 jeweils mit 45 Grad gegeneinander geneigt an
geordnet sind. Mit einer solchen Anordnung ist gewährlei
stet, daß durch die Luftstromumlenkung in den Radialventila
toren 8, 9 nur geringe Strömungsverluste hingenommen werden
müssen.
Der Radialventilator 8 dient zum Fördern des Belüftungsluft
stromes, während der Radialventilator 9 zum Fördern des Ent
lüftungsluftstromes vorgesehen ist. Daher weist die Ansaug
öffnung 11 des Radialventilators 8 zur äußeren Be- und Ent
lüftungsöffnung 6 und die Öffnung 12 seines Austrittsstut
zens 13 zur inneren Be- und Entlüftungsöffnung 7 hin. Ent
sprechend ist die Ansaugöffnung 14 des Radialventilators 9
zur inneren Be- und Entlüftungsöffnung 7 und die Öffnung 15
seines Austrittsstutzens 16 zur äußeren Be- und Entlüftungs
öffnung 6 hin gerichtet. Die Radialventilatoren 8, 9 sind
mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden,
über die die Umschaltung von einem Radialventilator 8, 9 auf
den anderen Radialventilator 9, 8 erfolgt. In dem in Fig. 1
dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zeitgetaktete Um
schaltung vorgesehen.
Die Gebläseeinrichtung 3 ist zwischen den beiden Wärmespei
cherpaketen 5 befindlich angeordnet. Die beiden Wärmespei
cherpakete 5 übernehmen somit eine zusätzliche schalldämmen
de Funktion, so daß die Be- und Entlüftungsanlage 1 im Be
trieb nur eine sehr geringe Geräuschentwicklung verursacht.
Im Entlüftungsbetrieb der Be- und Entlüftungsanlage 1 ist
der Radialventilator 9 in Betrieb, wodurch sich ein Luft
strom ausbildet, der durch die innere Be- und Entlüftungs
öffnung 7 in das Gehäuse 2 der Be- und Entlüftungsanlage 1
eintritt, die erste Wärmespeicherplatte 5 durchströmt, über
die Ansaugöffnung 14 in den Radialventilator 9 hineinströmt,
aus dem Austrittsstutzen 16 herausgeblasen wird, an
schließend das zweite Wärmespeicherpaket 5 durchströmt und
aus der äußeren Be- und Entlüftungsöffnung 6 an die äußere
Umgebung abgegeben wird. Beim Durchströmen der Wärmespei
cherplatten 5 wird die in dem Entlüftungsstrom enthaltene
Wärme an diese abgegeben, so daß sich diese entsprechend er
wärmen. Der aus der äußeren Be- und Entlüftungsöffnung 6
austretende Entlüftungsluftstrom ist dann entsprechend ab
gekühlt. Der Strömungsverlauf im Entlüftungsbetrieb der Be-
und Entlüftungsanlage 1 im Bereich der Gebläseeinrichtung 3
ist in Fig. 2 mit einem durch Pfeile in diesem Bereich
schematisch angedeuteten Strömungsverlauf abgebildet.
Fig. 3 zeigt die Gebläseeinrichtung 3 der Be- und Entlüf
tungsanlage 1 im Belüftungsbetrieb. Der Belüftungsluftstrom
tritt durch die äußere Be- und Entlüftungsöffnung 6 in das
Gehäuse 2 ein, durchströmt das erste Wärmespeicherpaket 5,
tritt in die Ansaugöffnung 11 des Radialventilators 8 ein,
wird durch den Austrittsstutzen 13 herausgeblasen, durch
strömt anschließend das zweite Wärmespeicherpaket 5 und
tritt in den Gebäuderaum durch die innere Be- und Ent
lüftungsöffnung 7 ein. Beim Durchströmen der erwärmten Wär
mespeicherpakete 5 wird diese Wärme weitestgehend an den
kühlen Belüftungsluftstrom abgegeben, so daß dieser erwärmt
auf der Gebäudeinnenseite eintritt.
Aus den Fig. 1 und 2 bzw. 3 ergibt sich, daß eine kompak
te Bauweise der Be- und Entlüftungsanlage 1 durch die gerin
ge Baugröße der Radialventilatoren 8, 9 sowohl in Bezug auf
die Breite als auch insbesondere in Bezug auf die Höhe mög
lich ist. Die Be- und Entlüftungsanlage 1 kann daher in ih
rer Bemaßung sehr gering dimensioniert sein und trotzdem ei
ne ausreichend hohe Förderleistung gewährleisten.
In Fig. 4 ist eine weitere Gebläseeinrichtung 17 darge
stellt, die anstelle der Gebläseeinrichtung 3 in der Be- und
Entlüftungsanlage 1 verwendet werden kann. Die beiden Radi
alventilatoren 18, 19 der Gebläseeinrichtung 97 sind gemäß
dieser Anordnung um 45 Grad um ihre Mittellängsachse und so
mit schiefwinklig zur Längserstreckung des Gehäusebodens 10
angeordnet. Bei einer solchen Anordnung ist das Gehäuse 2
gekammert ausgebildet, wobei eine Kammer 20 und eine weitere
Kammer 21 vorgesehen sind. Die Kammern 20, 21 sind durch ei
ne Trennwand 22 voneinander abgetrennt. Jeder Radialventila
tor 18, 19 ist so angeordnet, daß seine Ansaugöffnung in die
eine Kammer 20 bzw. 21 und die Austrittsstutzen in die je
weilig andere Kammer 21 bzw. 20 münden.
Auch das Gehäuse der zu den Fig. 1 bis 3 beschriebenen
Be- und Entlüftungsanlagen kann eine solche, wie zu Fig. 4
beschriebene Kammerung aufweisen.
Eine weitere Be- und Entlüftungsanlage 23 mit einer regene
rativen Wärmerückgewinnung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Wärmespeicher
paket 24 vorgesehen, vor dem die Gebläseeinrichtung ange
ordnet ist. Die Gebläseeinrichtung besteht wiederum aus
zwei Radialventilatoren 26, 27, die im Bereich der äußeren
Be- und Entlüftungsöffnung 28 angeordnet sind. Die Kammerung
in diesem Ausführungsbeispiel ist durch zwei Teiltrennwände
29, 30 sowie durch die Radialventilatoren 26, 27 selbst ge
bildet, die parallel und mit ihren Ansaugöffnungen versetzt
zueinander angeordnet sind. Durch gestrichelt dargestellte
Pfeile ist der Belüftungsluftstrom und durch durchgezogene
Pfeile der Entlüftungsluftstrom schematisch im Bereich der
Gebläseeinrichtung dargestellt.
Die in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils ver
wendete Ventilatoranordnung ist nicht auf dieses Ausfüh
rungsbeispiel beschränkt, sondern kann in jedem beliebigen
Ausbildungsbeispiel verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1
Be- und Entlüftungsanlage
2
Gehäuse
3
Gebläseeinrichtung
4
Wärmespeicherplatten
5
Wärmespeicherpaket
6
äußere Be- und Entlüftungsöffnung
7
innere Be- und Entlüftungsöffnung
8
Radialventilator
9
Radialventilator
10
Gehäuseboden
11
Ansaugöffnung
12
Öffnung
13
Austrittsstutzen
14
Ansaugöffnung
15
Öffnung
16
Austrittsstutzen
17
Gebläseeinrichtung
18
Radialventilator
19
Radialventilator
20
Kammer
21
Kammer
22
Trennwand
23
Be- und Entlüftungsanlage
24
Wärmespeicherpaket
26
Radialventilator
27
Radialventilator
28
äußere Be- und Entlüftungsöffnung
29
Teiltrennwand
30
Teiltrennwand