DE2318007A1 - Apparat zur klimatisierung der luft in einem raum - Google Patents

Apparat zur klimatisierung der luft in einem raum

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Description

Patentanwalt·
Dr. Ing. H. Negendanlc rap«, ng. H. Haud; - Diol. Prrys. W. Schmitz
WpI. Ing^E. Greairs - Dipl. Ing. W. Wehnert β München 2, Mozartstraße 25
Telefon 5380586 AB Carl Hunters
Industrivagen 2,
191 20 Sollentuna 1. Schweden 9. April 1973
Anwaltsakte M-2615
Apparat zur Klimatisierung; der Luft in einem Raunt
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Klimatisierung der Luft in einem Raum, der zum Anbringen an einer Wand des Raumes, vorzugsweise in der Nähe eines Fensters, bestimmt ist und einen von einem Motor angetriebenen, aus einer vorzugsweise hygroskopische Eigenschaften aufreisenden und eine Vielzahl axial durchgehender Kanäle bildenden Masse bestehenden Rotor, einen ersten motorgetriebenen Ventilator zum Wegleiten verbrauchter Raumluft aus dem Raum in eine Zone des Rotors und danach in die AussenatmosphMre, einen zeiten motorgetriebenen Ventilator für Zufuhr von Frischluft aus der Aussenatmosphäre in eine zweite Zone des Rotors und von dort in den Raum, sowie Filter zum Reinigen der beiden Luftströme vor ihrem Durchgang durch den Rotor umfasst.
Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, einen Apparat dieser Art zu schaffen, der eine Einheit bildet, die insbesondere für die Belüftung einzelner Kontors- oder Wohnräume bzw. einer geringeren Anzahl solcher Räume geeignet ist und sich vorteilhaft im Anschluss an ein Fenster installieren lasst. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die
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Schaffung einer solchen Einheit, die grosse Leistungsfähigkeit mit verhältnismässig kleinen Abmessungen, niedrigen Luftgeschwindigkeiten und dadurch kleinem Druckabfall vereinigt, derart, dass keine störenden Geräusche auftreten. Dies wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erzielt, dass alle vorgenannten Teile in ein kastenförmiges Gehäuse eingebaut sind, das mittels lotrechter Wände in drei Kammern aufgeteilt ist mit dem Rotor in der mittleren Kammer vor einer in der Raumwand vorgesehenen Öffnung und den beiden Ventilatoren in den Kammern beidseitig hiervon, und dass das vor dem erstgenannten Ventilator angebrachte Filter im Unterteil des Gehäuses unterhalb der Kammern und das Filter für den zweiten Luftstrom zwischen dem Rotor und der genannten öffnung angeordnet sind.
Die verschiedenen Teile haben eine günstige Lage zueinander und zu der in der Wand vorgesehenen öffnung, derart, dass der zur Verfügung stehende Platz in günstigster Weise ausgenutzt wird, um grösstmögliche Luftmengen mit niedriger Geschwindigkeit und damit zusammenhängendem niedrigem Geräuschpegel zu erhalten.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in den anliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellte und andere Ausführungsformen näher beschrieben werden, und dabei sollen auch weitere, die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben werden. Es zeigen:
Fig. 1 schaubildlich einen gemäss der Erfindung ausgeführten Klimaanlageapparat und
Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch eine Wand und den an ihr festgesetzten Apparat.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezupszeichen 10 das Mussere Gehäuse des Apparats,>das die Form eines länglichen Kastens mit senkrecht zueinander stehenden Wänden hat. Das Gehäuse, das zum Ansetzen an eine Wand 12 in einem Raum oder
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einer Wohnung, und zwar zweckmässig unter einer Fensteröffnung in dieser Wand, bestimmt ist, hat seine grösste Erstreckung in waagerechter Richtung und kann zum Raum hin eine innere schalldämmende Verkleidung 15 haben. Das Innere des Gehäuses ist durch zwei Zwischenwände 14,16 in drei Kammern aufgeteilt, und zwar eine mittlere Kammer 18 und zwei beidseitig von dieser gelegene Kammern 20, In der mittleren oder Zentralkammer 18 ist ein Wärme und Feuchtigkeit austauschender, von einem (nicht dargestellten) Motor angetriebener Rotor 24 waagerecht gelagert. Der Rotor 24 ist in bekannter Weise aus dünnen Schichten aus z.B. Asbest zusammengesetzt, die abwechselnd eben und gewellt sind und die zwischen den beiden ebenen Flachseiten des Rotors durchgehende axiale Kanäle oder Durchlässe bilden. Die Asbestschichten sind mit einem hygroskopischen Stoff, wie Lithiumchlorid, getränkt und können im übrigen in der Weise geformt und hergestellt sein, wie aus z.B. der D-PS 1.252.571 hervorgeht.
In der Kammer 20 sitzt ein mit einem Motor zusammengebauter Ventilator oder Luftgebläse 26 an sich bekannter Bauart. Unter sämtlichen Kammern 18, 20, 22 ist ein Raum vorgesehen, der durch eine mit Ritter versehen, langgestreckte öffnung 3 0 mit dem Innern des zu klimatisierenden Raumes oder der zu klimatisierenden Wohnung in Verbindung steht. In dem unteren Raum 28 befindet sich ein Filter 32, das zur Aufgabe hat, die aus dem klimatisierten Raum austretende verbrauchte Luft von mitfolgenden Teilchen zu reinigen, damit diese nicht zusammen mit der Luft in die freien Kanäle des Rotors 24 eindringen können. Dieses Filter erstreckt sich entlang des ganzen unteren Raumes und ist schräggestellt, wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, derart, dass es den Raum 28 diagonal in annähernd zwei gleichgrosse Teile unterteilt. Der untere Raum 28 steht nur mit der Kammer 20 in Verbindung, in die
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die entweichende Luft in die zentrale Einlass-Seite des Ventilators oder Luftgebläses 26 eingesogen wird, während die Auslass-Seite des Ventilators mit einer unteren Zone des Rotors 24 kommuniziert, die sich in einem oben von Wänden 34, 36 begrenzten Durchlass befindet. Die Wand 12 hat eine zweckmässig kreisrunde öffnung 38, die ebenso wie die Kammer 18 durch eine waagerechte, eine Fortsetzung der Wand 36 bildende Wand 40 im wesentlichen halbiert ist. Die aus dem klimatisierten Raum austretende, verbrauchte Luft strömt gemäss den Pfeilen 42, 44, 46 und 48 hinaus in die Aussenatmosphäre, wobei diese Luft also durch die untere Hälfte des Rotors 24 hindurch strömt.
Durch die obere Hälfte der öffnung 38 tritt frische atmosphärische Luft ein und strömt durch den oberen Durchlass der Kammer 18 und die in diesem Durchlass gelegene obere Zone des Rotors 24, wie durch die Pfeile 50 angedeutet ist. Hierbei geht die Luft durch ein Filter 52 derselben Art wie das Filter 3 2 hindurch, so dass mit der Luft mitfolgende Teilchen abgeschieden und daran gehindert werden, sich in den feinen Kanälen des Rotors 24 abzusetzen. Die beiden Zonen des Rotors haben dieselbe oder ungefähr dieselbe Vorderfläche. Die Frischluft strömt weiter in der Richtung des Pfeils 54 zu der Saugseite eines motorgetriebenen Ventilators oder Luftgebläses 56 in der rechten Kammer 22 gemäss der Fig. 1 und von dort in einen oberen Raum 58 hinein, der sich über sämtliche Kammern erstreckt, aber nur mit der Kammer 22 in Verbindung steht. Die eintretende Frischluft verteilt sich über diesen oberen Raum und verlässt diesen durch eine mit Gitter 59 versehene öffnung 6 0 in der Richtung der Pfeile 62, 64.
Während ihres Durchgangs durch den Rotor 24 tauschen die beiden Luftströme ihren Göhalt an Wärme und Feuchtigkeit aus, derart, dass im Winter der entweichende Luftstrom den Eintretenden erwärmt und gleichzeitig Feuchtigkeit von ersterem zu letzterem übertragen wird, um eine Austrocknung der
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Luft in dem zu klimatisierenden Raum zu verhindern. In dem oberen Raum 58 kann ein Heizkörper 66 untergebracht sein, der die eintretende Luft auf eine etwas höhere Temperatur als die in dem zu klimatisierenden Raum herrschende zu erwärmen und damit Wärmeverluste zu ersetzen. Auch im übrigen ist der Wirkungsgrad des Apparates sehr hoch, wie 7 5 - 85 % und mehr. Der Apparat kann auch mit einem Kühlelement versehen sein, wie bei 68 angedeutet ist, so dass die eintretende Luft im Sommer auf eine niedrigere Temperatur als die in dem zu klimatisierenden Raum herrschende Temperatur gekühlt wird. Während dieser Jahreszeit kann die Aussenluft mehr Feuchtigkeit als die Innenluft enthalten, wobei der Apparat die Zufuhr von Feuchtigkeit zu den zu klimatisierenden Räumen verhindert.
Das Innere dieses Raums bzw. dieser Wohnung :steht ja durch die öffnung 38 in Verbindunff mit der Luft der Aussenatmosphäre. Um nun einen Luftaustausch zu vermeiden, wenn der Apparat nicht in Betrieb ist, können in der öffnung 3 8 Ventile vorgesehen sein, wie zwei Schirme 70, die je um eine zugehörige Welle 7 2 schwenkbar sind, und in der strichpunktierten Lape gemäss der Fig. 2 die eine zugeordnete Hälfte der öffnung 38 absperren. Diese Ventile können mit dem elektrischen System für den Apparat gleichgeschaltet sein, derart, dass sie selbsttätig in Schliesslage gehen, wenn die Stromzufuhr zu den Motoren der Ventilatoren oder/und des Rotors aufhört.
Um während des Betriebs die bestmögliche Wärmewirtschaftlichkeit und Ventilation zu erzielen, müssen die eintretenden und austretenden Luftmengen ungefähr gleich gross sein, was bedeutet, dass der Luftwechsel in den zu klimatisierenden Räumen dadurch erfolgt, dass die verbrauchte Luft durch dieselbe Menge Frischluft ersetzt wird. Es hat sich nun gezeigt, dass das Gleichgewicht zwischen den beiden Luftströmen von der Windstärke und der Windrichtunf in der Aussenluft irr Verhältnis zu der Wandseite, wo der Apparat installiert
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ist, abhängig ist und dass hierdurch Störungen auftreten Können, die den richtigen Betrieb des Apparates gefährden. An der Seite eines Hauses, die bei stärkerem Wind von diesem getroffen wird, entsteht ein Ueberdruck, der zu den von dein. Ventilator oder Gebläse 56 für die Frischluft - Zuluft erzeugten Druck hinzutritt, so dass eine grössere Menge an Frischluft in den zu klimatisierenden Raum eintritt, Gleichzeitig wird der austretende Luftstrom - die Abluft - umgekehrt einem Gegendruck ausgesetzt, der die Menge an austretender Luft mindert. Das Ergebnis wird im Winter, dass eintretende Frischluft oder Zuluft eine niedrigere Temperatur erhält als normal vorgesehen, weil die Abluft für den vorgesehenen Wärmeaustausch nicht ausreicht. Im Sommer wird die Zuluft nicht in gewünschtem Grad gekühlt, was zur Folge hat, dass die Temperatur in dem zu klimatisierenden Raum über die gewünschte Temperatur hinaus ansteigt. Auf der Leeseite des Hauses kehren sich die Verhältnisse um, indem die austretende Luftmenge grosser wird als normal v/eil der hier herrschende Unterdruck zusätzlich die Saugwirkung des Abluftventilators 26 verstärkt. Gleichzeitig wird dem zu klimatisierenden Raum eine kleine Menge an Frischluft zugeführt. In diesem Raum entsteht ein Luftunterschuss, der angrenzenden Räumen wie Gängen, Korridoren u.dgl. entnommen werden muss, wodurch die ganze Ventilation fehlerhaft wird. Diese Ungelegenheit wird dadurch besonders störend, dass das von den Ventilatoren geschaffene Druckgefälle auf einem niedrigen Wert, wie 5 - 10 mm Wassersäule und noch niedriger, gehalten werden muss, damit jedes störende Geräusch vermieden wird. Diese kleinen Druckgefälle werden somit besonders empfindlich für Störungen, wenn der Wind Druckunterschiede zwischen der Aussenluft und dem Inneren des Hauses, in dem die Apparate eingebaut sind, schafft.
Gemäss der Erfindung wird nun der Apparat mit Mitteln ausgerüstet, um derartigen Verzerrungen der Verteilung zwischen Zuluft und Abluft entgegenzuwirken. Zu diesen Zweck kann je ein Fühler 7U-, 76 in jedem der beiden Durchlässe durch den Apparat vorgesehen sein. Diese Fühler sprechen auf das Druck-
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gefälle in dem zugehörigen Durchlass an und geben einen Impuls an einen Drehzahlregler, der die Drehzahl für den Ventilator in dem Luftstrom verkleinert, der bei auftretendem starken Wind ausserhalb des Gebäudes über einen vorgesehenen Mittelwert ansteigt, während der Fühler in den anderen Luftstrom einen Impuls zur Erhöhung der Drehzahl des zugehörigen Ventilators und damit der von ihm geförderten Luftmenge gibt.
Der Fühler 74 bzw. 76 kann gemäss einer anderen Ausführung ein Temperaturmesswertgeber sein, der auf eine Uebertemperatur gegenüber der des zu klimatisierenden Raumes haben kann und der die Drehzahlen der Ventilatoren ändert, wenn er einer kühlenden Einwirkung der Luftströme je nach deren Geschwindigkeit ausgesetzt wird.
Die Fühler können vorteilhaft in dem Durchlass für den austretenden Luftstrom sitzen, bevor dieser Luftstrom durch den Rotor hindurch geht, und in dem eintretenden Luftstrom hinter dem Rotor, um weitest möglich von Schwankungen der Aussentemperatur unabhängig zu sein. Die Innentemperatur in dem zu klimatisierenden Raum ist ja gevröhnlich ungefähr gleichbleibend mit verhältnismässig kleinen Abweichungen in beiden Richtungen.
Noch eine Möglichkeit besteht darin, die Luftgeschwindigkeit in den Durchlässen abfühlen zu lassen und dementsprechend die Drehzahlen der Ventilatoren zu regeln. Die Regelung des Verhältnisses zwischen den durch den Apparat hindurch gehenden Luftmengen zueinander zwecks Ausgleichs der Einwirkung des Winddruckes ist nicht an die besondere Form des Klimaanlageapparates gebunden, die oben unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    I.) Apparat zur Klimatisierung der Luft in einem Raum, der zum Anbringen an einer Wand des Raumes, vorzugsweise in der Nähe eines Fensters, bestimmt ist und einen von einem Motor angetriebenen, aus einer vorzugsweise hygroskopische Eigenschaften aufweisenden und eine Vielzahl axial durchgehender Kanäle bildende Masse bestehenden Rotor, einen ersten motorgetriebenen Ventilator zum Wegleiten verbrauchter Luft aus dem Raum in eine Zone des Rotors und danach in die Aussenatmosphäre, einen zweiten motorgetriebenen Ventilator für Zufuhr von Frischluft aus der Aussenatmosphäre, in eine zweite Zone des Rotors und von dort in den Raum, sowie Filter zum Reinigen der beiden Luftströme vor ihrem Durchgang durch den Rotor umfasst, dadurch g e k e η nz e ichnet, dass alle diese Teile in ein kastenförmiges Gehäuse eingebaut sind, das mittels lotrechter Wände in drei Kammern aufgeteilt ist mit dem Rotor (24) in der mittleren Kammer (18) vor einer in der Raumwand (12) vorgesehenen öffnung (38) und den beiden Ventilatoren (26,56) in den Kammern (20 bzw. 22) beidseitig hiervon, und dass das vor dem erstgenannten Ventilator (26) angebrachte Filter (32) im Unterteil des Gehäuses unterhalb der Kammern und das Filter (52) für den zweiten Luftstrom zwischen dem Rotor (2U) und der , genannten öffnung (38) angeordnet sind.
  2. 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorkammer (18) und die öffnung (38) durch Trennwände (34, 36, 40) waagerecht in eine obere, mit dem Frischluftventilator (56), und eine untere, mit dem Austriebsventilator (26) in offener Verbindung stehende Zone unterteilt sind, l
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  3. 3. Apparat nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Filter (32) unter sämtliche Kammern (18, 20,22) erstreckt und eine Schräglage mit der der Vorderseite des kastenförmigen Gehäuses zugekehrten Kante in höherer Lage als die entgegengesetzte Kante einnimmt.
  4. 4. Apparat nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse oberhalb sämtlicher Kammern (18, 20, 22) einen Raum (58) hat, in dem sich die von dem Frischluftventilator (56) kommende Frischluft ausbreitet, bevor sie durch eine mit Gitter versehene Öffnung in das Gehäusedach eintritt.
  5. 5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem oberen Raum (58) ein Heizkörper und/oder ein Kühlelement (66, 68) untergebracht sind.
  6. 6. Apparat nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandöffnung (38) eine Drosselklappe (70) vorgesehen ist, die so eingerichtet ist, dass sie gleichzeitig mit einem Stopp der Rotor- und Ventilatormotoren oder eines dieser Motoren in Absperrlage geht.
  7. 7. Apparat zum Austausch des Wärme- bzw. Feuchtigkeitsgehalts zwischen einem Raum aus der Aussenatmosphäre zugeführter Frischluft - Zuluft - und aus dem Raum austretender verbrauchter Luft - Abluft -, wobei ein Austauschkörper, vorzugsweise ein motorgetriebener Austauschrotor mit einer ersten Zone mit einem Durchlass für Zuluft und einer zweiten Zone mit einem Durchlass für Abluft in Verbindung steht und wobei die Luftströme mittels je eines zugeprdneten Ventilators zum Durchgang durch die beiden Zonen gebracht werden, dadurch gekennze ichnet, class in jedem der beiden Durchlässe je ein auf die Geschwindigkeit der Luft und damit die durch den Durchlass hindurchgehende Luftmenge ansprechendes Mittel
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    vorgesehen ist, das bei Abweichung der Luftgeschwindigkeit von einem im Voraus bestimmten Wert den zugeordneten Ventilator derart zu betätigen eingerichtet ist, dass die Luftgeschv/indigkeit auf diesen Wert zurückkehrt.
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