DE4104423C2 - Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher zur Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft beheizter Räume nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für bewohnte, beheizte Räume ist aus hygienischen und bauphysikalischen Gründen ein ausreichender Wechsel von Raumluft gegen Frischluft erforder­ lich. Da der Luftwechsel überwiegend durch das Öffnen der Fenster herbei­ geführt werden muß, dieses aber in der kalten Jahreszeit zu einem hohen Wärmeverlust und zu einer unangenehmen, starken Abkühlung der Raumluft führt, werden die Fenster vielfach nicht oft oder lange genug geöffnet. Infolge eines zu geringen Luftaustausches wird der in den Räumen von der Luft aufgenommene Wasserdampf nicht abgeführt; es kann zu Bauschäden durch Tauwasserniederschlag an den kühlen Raumumschließungsflächen kommen. Die Wärmerückgewinnung aus der Abluft soll den sonst bei der Belüftung beheizter Räume entstehenden Wärmeverlust weitgehend verhindern, den Bewohnern die Möglichkeit bieten, Heizenergie einzusparen und trotzdem die Räume ausreichend zu belüften und vor Bauschäden durch Tauwassernieder­ schlag zu schützen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Aufgabe rotierende Wärmeaustauscher, Wasser- Umlaufsysteme, Kapillarventilatoren, Wärmepumpen, Plattenwärme­ austauscher oder Wärmerohre einzusetzen. Diese Geräte sind aber groß und teuer, benötigen selbst viel Energie oder haben nur einen geringen Enthal­ pieaustauschgrad. Sie haben zudem getrennte Zuluft- und Abluftkanäle. In der WO 85/00 879 wird für die Wärmeübertragung zwischen Gasströmen die Verwendung von Polyätherimid als Speichermaterial für Wärmeaustauscher vorgeschlagen. Die beschriebenen, plattenförmigen Speicherelemente besitzen jedoch keine Einschnitte oder Unterteilungen zur Unterbrechung der Wärme­ ableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers.

Aus dem DE-GM 69 37 165 ist ein durch Einkerbungen in Zonen unterteilter, aus Metalltaschen oder Metallhohlzylindern bestehender und mit Wasser gefüllter Wärmespeicher bekannt. Die Einkerbungen sollen die Speichermasse (das Wasser) in Zonen unterteilen, um einen Ausgleich der erzielten Speichertemperaturen zu vermeiden. Diese Unterteilung hat aber keine wesentliche Auswirkung, da die Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite der Metalltaschen infolge der viel höheren Wärmeleitzahl von Metall über die Metallwandung erfolgt.

In der DE 36 13 942 C2 wird ein Wärmespeicher beschrieben, dessen in geringem Abstand voneinander angeordnete, plattenförmige Speicherelemente zur Unterbindung der Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers mit Einschnitten versehen sind. Eine vollständige Unter­ brechung der Wärmeableitung wird hierdurch aber nicht erreicht.

In der DE 36 13 942 C2 wird auch die Verwendung eines elektronischen Takt­ gebers zur Umschaltung der Drehrichtung des Ventilators vorgeschlagen. Handelsübliche elektronische Taktgeber haben ein elektronisches Zeit­ werk für die Impulssteuerung und ein Relais mit mechanischen Kontakten, z. B. ausgeführt als Wechsler, im Ausgang. Sie schalten direkt und ohne Pause den Ventilator von der einen Drehrichtung in die entgegengesetzte Drehrichtung um, was zu einer hohen Belastung sowohl des Ventilators als auch der Relaiskontakte führt. Solche Taktgeber haben, bedingt durch die hohe Benutzungsdauer solcher Anlagen und die sich aus der Schalthäufigkeit ergebenden Belastung der mechanischen Kontakte keine ausreichend hohe Lebensdauer.

Aus der DE 12 323 A1 ist ein Steuergerät mit einem steuerbaren Leistungs­ halbleiter, (Triacs) insbesondere zur Klimaregelung bekannt, bei dem eine zusätzliche Wärmequelle so ansteuerbar ist, daß sie den Schwankungen der Verlust­ leistung des Leistungshalbleiters temperaturkompensierend entgegenwirkt. Dieses Steuergerät eignet sich aber nicht für den Reversierbetrieb mit Umschaltpausen und die Drehzahlsteuerung eines Ventilators, auch dann nicht, wenn, wie in der DE 21 48 280 B2 beschrieben, die Ein- und Ausschaltung des damit verbundenen Motors im Stromnulldurchgang erfolgen würde.

Bekannt ist weiterhin, vor Ventilatoren Filter anzuordnen, lösbare Steck­ verbindungen vorzusehen und Innen- Luftgitter mit Verriegelungsschaltern zu kombinieren.

In der GB 14 89 461 ist eine Lüftungs- Vorrichtung mit gewellten Wärme­ trägerplatten beschrieben, bei der die an den Enden der Platten ange­ brachten Thermostaten bei Erreichen einer eingestellten Sollwerttemperatur über ein Relais einen Ventilator einschalten. Die Wärmeträgerplatten sind sehr lang und nicht unterteilt. Der Ventilator wird von handelsüblichen Thermostaten über ein Relais stets mit voller Drehzahl und ohne Umschalt­ pausen geschaltet.

Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher betriebssicherer zu machen, die Lebensdauer des Ventilators zu verlängern, den Enthalpieaustauschgrad zwischen Abluft und Frischluft zu verbessern und sowohl die Herstellung als auch die Reinigungsmöglichkeit des Wärme­ speichers zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Einrichtungen durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Entlüftungs- und Belüftungsanlagen mit einem Wärmespeicher, die in Außenwänden üblicher Stärke installiert werden können, noch betriebs­ sicherer werden und die Wärme aus der Abluft beheizter Räume mit besserem Enthalpieaustauschgrad auf die Frischluft übertragen, wodurch höhere Energie- und Heizkostenersparnisse erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung vereinfacht dargestellt: Der aus plattenförmigen Speicherelementen bestehende Wärmespeicher 6 ist in mehrere, voneinander getrennte Teilspeicher 7 aufgeteilt, die mit kleinen Abständen hintereinander in die miteinander verbundenen Seitenteile 5 eingesetzt sind; sie können ohne Werkzeug herausgenommen werden. Durch die Aufteilung in mehrere, voneinander getrennte Teilspeicher 7 wird die Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers 6 unter­ bunden; die Herstellung und die Reinigung der Teilspeicher 7 ist einfacher. Zur Schaltung und Steuerung des Ventilators 2 ist vor jede der zwei Motor­ wicklungen je ein Triac geschaltet und mit einer entsprechenden elektronischen Steuereinrichtung 10 verbunden, die jeden der beiden Triacs 8 und 9 getrennt, abwechselnd so ansteuert, daß der Ventilator mit kleinen Umschaltpausen nach einer an der elektronischen Steuereinrichtung 10 einstellbaren, veränderlichen Zeit die Drehrichtung ändert und die beiden Triacs 8, 9 auch als Steuerelemente für die stufenlose Drehzahlsteuerung des Ventilators 2, z. B. durch eine Phasenanschnittsteuerung, nutzt. Durch die Möglichkeit, die jeweiligen Einschaltzeiten des Ventilators 2 zu verändern, können die Luftmenge des Ventilators 2 pro Wechsel und das Wärmespeichervermögen des Wärmespeichers 6, d. h. die Plattenoberfläche, die Speichermasse und die Bautiefe des Wärmespeichers 6 so aufeinander abgestimmt werden, daß ein optimaler Enthalpieaustauschgrad zwischen Abluft und Frischluft erreicht wird.

Die stufenlose Drehzahlsteuerung ermöglicht es dem Nutzer der Anlage, die Frischluft- und Abluftmenge eines Raumes dem jeweiligen Bedarf anzupassen.

Zwischen Innenluftgitter 1 und Ventilator 2 wird ein Luftfilter 3 ange­ ordnet. Der Verriegelungsschalter 4 am Innenluftgitter 1 und der Ventilator 2 sind über Steckanschlüsse und eine flexible Leitung mit dem Elektro­ anschluß des Gerätes verbunden. Die zwei Seitenteile 5 sind miteinander verbunden; sie tragen den Ventilator 2 und den Wärmespeicher 6; sie sind in den Lüftungskanal nur eingeschoben und können nach dem Abziehen des Innenluftgitters 1 und Lösen der Steckverbindungen ohne Werkzeug aus dem Lüftungskanal entnommen werden.

Claims (2)

1. Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher aus platten­ förmigen Speicherelementen und einem in der Drehzahl steuerbaren Ventilator zur Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft beheizter Räume, gekennzeichnet durch
einen Wärmespeicher (6), zusammengesetzt aus mehreren Teilspeichern (7), deren plattenförmige Speicherelemente in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und die zur Unterbrechung der Wärmeableitung von der warmen zur kalten Seite des Wärmespeichers (6) mit Abständen hintereinander in zwei miteinander verbundene Seitenteile (5) eingesetzt sind, aus denen sie ohne Werkzeug einzeln wieder entnommen werden können und die dem Ventilator (2) so zugeordnet sind, daß jeweils abwechselnd die Abluft und die Frisch­ luft zwischen den Speicherelementen hindurchströmt,
und eine elektronische Steuereinrichtung (10), die jeden der zwei vor die Motorwicklungen des Ventilators (2) geschalteten Triacs mit kleinen Umschaltpausen und veränderbaren Einschaltzeiten getrennt, abwechselnd und mit stufenlos steuerbarer Leistungssteuerung, für die Drehrichtungsänderung und die stufenlose Drehzahlsteuerung des Ventilators (2) ansteuert.

2. Entlüftungs- und Belüftungsanlage mit einem Wärmespeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zu einer Einheit verbundenen Seitenteile (5) mit dem Ventilator (2) und dem Wärmespeicher (6), die nach dem Abziehen des Innenluftgitters (1) zusammen ohne Werkzeug aus dem Lüftungskanal entnommen werden können.