DE4134305C2 - Frischluftanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Frischluftanlage für ein Gebäude mit mehreren Räumen, mit einer Frischluft-Ansaugleitung und einer Abluftleitung, wobei beide Leitungen mit einem Wärmetauscher Zu­ sammenwirken, sowie mit einem Rohrsystem zum Ver­ teilen der Frischluft zu Luftauslässen der einzel­ nen Räume.

Bisher ist es zumeist üblich, Räume von Gebäuden dadurch zu lüften, daß ein Luftaustausch über ein geöffnetes Fenster oder dergleichen erfolgt. Diese Art der Lüftung ist nur bedingt tauglich, da sie nicht zu einer gleichbleibend guten Raumluft führt und überdies hohe Kosten während der Heizperiode mit sich bringt. Gegebenenfalls tritt eine hohe Be­ lastung der Raumluft auf Grund von Autoabgasen und Staub auf. Auch bringen geöffnete Fenster mögli­ cherweise eine Lärmbelästigung mit sich.

Es ist ferner bekannt, in derartigen Gebäuden eine Frischluftanlage zu installieren, bei der Frisch­ luft mittels einer Frischluft-Ansaugleitung einzel­ nen Luftauslässen verschiedener, zum Beispiel im ersten Stock des Gebäudes liegender Räume zugeführt wird. Die Frischluft gelangt von dort über das Treppenhaus auch in die unteren Räume des Gebäudes, wobei sie sich auf Grund der Mischung mit der übri­ gen Raumluft und auf Grund von Sonneneinstrahlung, Körperwärme von Personen usw. erwärmt und auch be­ lastet wird. Ferner wird Feuchtigkeit aufgenommen. Im Bereich der Frischluft-Ansaugleitung ist ein zentraler Wärmetauscher angeordnet, um die von außen angesaugte Luft mittels der Wärme der Abluft zu erwärmen.

Die bekannte Frischluftanlage hat den Nachteil, daß auf Grund der Zirkulation der Luft von Raum zu Raum die Luftbelastung ansteigt, so daß Luft, die be­ reits einen oder mehrere Räume verlassen und nun­ mehr in einen weiteren Raum gelangt nicht mehr den Anforderungen genügt. Schon aus hygienischen Grün­ den ist es nachteilig, wenn zum Beispiel stark be­ lastete Abluft der Küche in weitere Räume des Ge­ bäudes gelangt. Ferner tauschen sich die unter­ schiedlichsten Schadstoffe, die beispielsweise aus Baumaterialien, Möbeln, Teppichen, Sprays und Rei­ nigungsmitteln und so weiter ausströmen, innerhalb des Gebäudes aus. Dies gilt auch für das vom Men­ schen ausgeatmete Kohlendioxid. Dieser Luftaus­ tausch unter den einzelnen Räumen führt dazu, daß sich die Belastungs- und Schadstoffkonzentration unkontrolliert im Gebäude verteilen. Über dies ist nachteilig, daß auf Grund des Wärmetauschers die Zuluft mittels der Abluft erwärmt und die erwärmte Frischluft dann über das Rohrsystem den einzelnen Räumen zugeführt wird. Dies kann dazu führen, daß zum Beispiel dem Schlafzimmer Frischluft mit zu ho­ her Temperatur zugeleitet wird. Die Folge ist ein überheiztes Schlafzimmer, das den gesundheitlichen Anforderungen nicht genügt und dazu verleitet, zur Abfuhr der Wärme die Fenster zu öffnen, wodurch die zuvor erwähnten Nachteile eintreten.

Eine Frischluftanlage der gattungsgemäßen Art geht aus der Literaturstelle DE-Z IKZ-Haustechnik Heft 17 (1990), Seiten 36 bis 42 hervor. Diese zeigt ein Gebäude, dessen Räume mit Zuluftöffnungen oder mit Abluftöffnungen versehen sind. Zur Wärmerückgewin­ nung ist ein Wärmetauscher zentral installiert, der Abluftwärme der Zuluft zuführt. Das bekannte System hat den Nachteil, daß durch die Anordnung der Zu- und Abluftöffnungen in verschiedenen Räumen Luftbe­ lastungen eines Raumes in einen anderen Raum gelan­ gen und dort dann abgesaugt werden. Eine individu­ elle Raumbehandlung ist daher nicht möglich.

Aus der japanischen Literaturstelle JP-60-238631, Patents Abstr. of Japan, Sect. M. Vol. 10 (1986), Nr. 109 (M-472) geht die Möglichkeit hervor, bei ge­ genläufig strömender Luft einen Wärmeaustausch durchzuführen.

Die Literaturstelle US 50 00 081 bezieht sich eben­ falls auf das grundsätzliche Prinzip einer Gegen­ stromwärmetauschung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Frischluftanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Räume individuell optimal mit Frischluft versorgt und eine einwandfreie Temperie­ rung bei minimalem Energieeinsatz gewährleistet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohrsystem zumindest abschnittsweise als Gegenstrom-Rohranlage ausgebildet ist, die separat für jeden Raum ein erstes Rohr für die Zuführung der Frischluft und ein zweites Rohr für die Abfüh­ rung der Abluft aufweist, wobei die beiden Rohre zusätzlich zu dem Temperaturaustausch des Wärmetau­ schers in einem derartigen Temperaturaustausch mit­ einander stehen, daß in Abhängigkeit von der Grund­ temperatur des jeweils zu belüftenden Raumes die Zulufttemperatur etwa ebenso groß wie die Grundtem­ peratur des entsprechenden Raumes ist.

Erfindungsgemäß wird also jeder Raum separat von der Frischluft-Ansaugleitung über das Rohrsystem mit Frischluft versorgt. Gleichzeitig wird die Abluft jedes Raumes separat mittels der Gegenstrom-Rohran­ lage zur Abluftleitung geführt. Frischluft-Ansaug­ leitung und Abluftleitung wirken mit einem Wärme­ tauscher derart zusammen, daß die Energie der er­ wärmten Abluft über den Wärmetauscher der Frischluft gezielt zugeführt wird. Dies erfolgt je­ doch nicht unkontrolliert, sondern nur in einem be­ stimmten Maße und keinesfalls in einer Größenord­ nung, die dazu führen würde, daß die Frischluft eine Temperatur erhält, die größer ist als die Grundtemperatur eines der Räume. Unter Grundtempe­ ratur wird die Temperatur verstanden, die der Be­ wohner in dem jeweiligen Raum wünscht. Dies kann zum Beispiel im Wohnzimmer 21°C und im Schlafzim­ mer 16°C sein. Die Erwärmung der Frischluft (Zu­ luft) erfolgt mittels des Wärmetauschers nur zu ei­ nem gewissen Prozentsatz, da erfindungsgemäß die weitere Erwärmung der Zuluft individuell für jeden Raum mittels der Gegenstrom-Rohranlage vorgenommen wird. Die teilweise mittels des Wärmetauscher er­ wärmte Zuluft wird hierzu aufgeteilt und dann - in­ dividuell für jeden Raum - weiter mittels der Gegen­ strom-Rohranlage erwärmt. Diese zusätzliche Erwär­ mung erfolgt dadurch, daß die Wärme der aus einem bestimmten Raum abgeführten Abluft der diesem Raum zugeordneten Frischluft zugeführt wird. Da die Ab­ luft etwa die für diesen speziellen Raum gewünschte Temperatur aufweist, erhält die zugeführte Frischluft maximal die Temperatur, die in diesem Raum als Grundtemperatur gewünscht ist. Damit ist nicht nur ein überheizen der Räume ausgeschlossen, sondern eine individuelle Frisch-Luftzuführung und Frischlufterwärmung geschaffen, wobei die Abwärme optimal ausgenutzt wird und keine unkontrollierte Luftmischung in den einzelnen Räumen untereinander stattfindet, da die Frischluft den einzelnen Räumen getrennt zugeführt und die verbrauchte Abluft im genannten Gegenstromverfahren im gleichen Rohrsy­ stem abgeführt wird, ohne daß sich die belastete Abluft der verschiedenen Räume untereinander aus­ tauscht. So wird zum Beispiel der Küche saubere Frischluft zugeführt und gleichzeitig die Vertei­ lung von Küchendämpfen und Essensgeruch in anderen Räumen auf ein Minimum reduziert. Im Bad und WC an­ fallende Feuchtigkeit wird abgeführt, ohne daß an­ dere Räume davon beaufschlagt werden. Das Kinder­ zimmer erhält frische Luft, ohne daß eine Ge­ fährdung der Luftqualität auf Grund angrenzender Räume zu befürchten ist. Im Wohnbereich anfallende störende Gerüche (zum Beispiel durch Tabakrauch) werden unter gleichzeitiger Zuführung von unbela­ steter Frischluft separat am Ort der Entstehung ab­ geführt. Gleichzeitig ist in allen Räumen sicherge­ stellt, daß sich das dort gewünschte Raumklima (Temperatur) einstellt, wobei die Abwärme optimal genutzt wird, so daß eine sehr wirtschaftliche be­ darfsgerechte Lüftung gegeben ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine zu­ schaltbare Heizanlage vorgesehen, mit der die Tem­ peratur der Zuluft erhöht werden kann. Unter norma­ len Bedingungen ist es zumeist nicht erforderlich, diese zuschaltbare Heizanlage in Betrieb, da schon aufgrund des Wärmetausches und der Gegenstrom-Rohr­ anlage jeweils für jeden Raum sichergestellt ist, daß sich dort die gewünschte Temperatur einstellt. Nur in besonderen Situationen - z. B. extrem kalter Außentemperatur - kann es notwendig werden, die zu­ schaltbare Heizanlage zusätzlich in Betrieb zu neh­ men.

Besonders reine Luft, die zum Beispiel keine Pollen oder dergleichen aufweist, läßt sich den Räumen zu­ führen, wenn die Frischluft-Ansaugleitung ein Fil­ ter aufweist.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Frischluft-Ansaugleitung und die Abluftleitung zu einem Verteiler führen, an den die einzelnen Räume jeweils separat ange­ schlossen sind. In diesen Verteiler münden somit Frischluft-Ansaugleitung und Abluftleitung in je­ weils voneinander abgetrennte Bereiche (Luftkam­ mern). Von dem Verteiler gehen die einzelnen Rohre des Rohrsystems aus, um die Räume individuell zu versorgen. Der Verteiler stellt somit eine Art Speicher/Puffer dar.

Für den gezielten Luftaustausch ist vorgesehen, daß jeder Raum über einen separaten Lüfter an den Ver­ teiler angeschlossen ist. Dieser Lüfter fördert die Frischluft aus dem Verteiler über das erste Rohr der Gegenstrom-Rohranlage zu dem jeweiligen Raum und übernimmt gleichzeitig die Absaugung der Abluft des entsprechenden Raumes, wobei die Abluft das zweite Rohr der Gegenstrom-Rohranlage passiert, dann über den Lüfter geführt wird und zum Verteiler gelangt. Der Verteiler ist selbstverständlich - wie gesagt - in zwei Bereiche unterteilt, wobei der eine Bereich die Frischluft aufnimmt und der andere Be­ reich die Abluft enthält. Beide Bereiche sind von­ einander luftdicht abgetrennt.

Jeder Lüfter ist vorzugsweise separat steuer- be­ ziehungsweise regelbar, so daß eine individuelle Luftmenge für jeden Raum einstellbar ist. Die Luft­ menge kann manuell vorgegeben werden; jedoch ist es auch möglich, eine vollautomatische Steuerung oder Regelung einzusetzen.

Um in jedem Raum einen geräuscharmen Betrieb zu ge­ währleisten, ist jeweils zwischen dem Lüfter und dem Luftauslaß ein Schalldämpfer geschaltet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß jeder Luftauslaß eine Blende aufweist, in der auch eine Abluftöff­ nung untergebracht ist. Hierdurch läßt sich mit mi­ nimalem Aufwand die Frischluftanlage installieren, da nur an einer Stelle des Raumes - vorzugsweise im oberen Bereich einer Innenwand - die Montage erfolgt und durch Einbau von nur einer Blende sowohl die Zuluft zugeführt als auch die Abluft abgeführt wer­ den kann.

Insbesondere weist der Luftauslaß mehrere einstell­ bare Frischluftdüsen auf. Durch entsprechende Ein­ stellung lassen sich damit gezielt bestimmte Raum­ zonen belüften.

Für einen zusätzlichen Wärmeaustausch kann überdies vorgesehen sein, daß die Frischluft-Ansaugleitung im Wärmeaustausch mit der Abluftleitung steht.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Frischluftanlage in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Haus mit in­ stallierter Frischluftanlage,

Fig. 3 eine Blende eines Luftauslasses und

Fig. 4 einen Grundriß eines Hauses mit instal­ lierter Frischluftanlage.

Die Fig. 1 zeigt eine Frischluftanlage 1, die der Versorgung mehrerer Räume eines Gebäudes dient. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sollen beispiels­ weise vier Räume des Gebäudes versorgt werden. Hierzu weist die Frischluftanlage 1 eine Frisch­ luft-Ansaugleitung 2 und eine Abluftleitung 3 auf. Der Einlaß 4 der Frischluft-Ansaugleitung 2 liegt gegenüber dem Auslaß 5 der Abluftleitung 3 räumlich getrennt, um zu verhindern, daß Abluft angesaugt wird. Die Frischluft ist mit einem "offenen" Drei­ eck-Pfeil und die Abluft mit einem "ausgemalten" Dreieck-Pfeil gekennzeichnet. Einlaß 4 und Auslaß 5 befinden sich außerhalb des Gebäudes. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß sich der Einlaß 4 zum Beispiel auf dem Dachboden eines Gebäudes be­ findet, so daß zwar frische, jedoch gegebenenfalls schon leicht vorgewärmte Zuluft angesaugt werden kann.

In der Frischluft-Ansaugleitung 4 ist ein Filter 6 angeordnet, so daß die den einzelnen Räumen des Ge­ bäudes zuzuführende Frischluft von Staub, Pollen, Insekten und so weiter befreit ist. Im Anschluß an den Einlaß 4 und den Auslaß 5 sind die Frischluft- Ansaugleitung 2 und die Abluftleitung 3 zusammenge­ führt, das heißt, sie laufen parallel nebeneinan­ der, sind jedoch luftdicht voneinander getrennt. Sie führen zu einem Wärmetauscher 7 und von dort zu einem Verteiler 8.

Der Wärmetauscher 7 entnimmt der Abluft Wärme und führt sie der Frischluft zu. Der Verteiler 8 weist zwei getrennte Bereiche 9 und 10 auf, wobei sich im Bereich 9 die Frischluft und im Bereich 10 die Ab­ luft sammelt. Jeder einzelne Raum des Gebäudes ist separat mit dem Verteiler 8 verbunden. Das gesamte Rohrsystem 11 der Frischluftanlage 1 weist hierzu eine Gegenstrom-Rohranlage 12 auf, die für jeden Raum ein erstes Rohr 13 für die Zuführung der Frischluft und ein zweites Rohr 14 für die Abfüh­ rung der Abluft besitzt. Die beiden Rohre 13 und 14 stehen derart miteinander in Verbindung, daß ein Temperaturaustausch zwischen der Abluft und der Zu­ luft auftritt. Vorzugsweise sind die beiden Rohre 13 und 14 koaxial zueinander angeordnet, wobei das erste Rohr 13 ein Innenrohr bildet, das von dem zweiten Rohr 14 koaxial umgeben ist.

Für jeden Raum ist ein separater Lüfter 15 vorgese­ hen, mit dem die Luftmenge individuell regelbar ist. Der jeweilige Lüfter 15 ist an den Verteiler 8 sowie an einen Schalldämpfer 21 angeschlossen. Er fördert aus dem Bereich 9 des Verteilers 8 die Frischluft und leitet diese über den Schalldämpfer 21 zum ersten Rohr 13. Gleichzeitig fördert der Lüfter 15 die Abluft des zweiten Rohres 14 über den entsprechenden Bereich des zugehörigen Schalldämp­ fers 21 zum Bereich 10 des Verteilers 8 und von dort über den Wärmetauscher 7 zum Auslaß 5.

Die beiden Rohre 13 und 14 münden in jeden Raum in eine Blende 16, die als Luftauslaß 17 mehrere Frischluftdüsen 18 und als Abluftöffnung 19 ein Luftgitter 20 aufweist. Diese Blende 16 wird vor­ zugsweise im oberen Wandbereich des jeweils zugehö­ rigen Raumes des Gebäudes installiert.

Im Betrieb wird - je nach den individuellen Bedürf­ nissen und je nach Art des zu belüftenden Raumes - der jeweilige Lüfter 15 in Betrieb genommen, wo­ durch über den Einlaß 4 und den Wärmetauscher 7 dem Verteiler 8 Frischluft zugeführt wird, die dann über den zugeordneten Schalldämpfer 21 und das je­ weilige Rohr 13 dem entsprechenden Räumen zugeführt wird. Gleichzeitig wird die verbrauchte Abluft den einzelnen Räumen individuell über die jeweilige Ab­ luftöffnung 19 entzogen, wobei der jeweilige Lüfter 15 die Abluft durch das Rohr 14 und den Schalldämp­ fer 16 fördert, dem Verteiler 8 zuführt und von dort über den Wärmetauscher 7 aus dem Auslaß 5 aus­ bläst.

Der Wärmetauscher 7 ist derart ausgelegt, daß er die Frischluft nicht auf die Endtemperatur auf­ heizt, sondern nur eine Teilaufheizung vornimmt. Die "Restaufheizung" wird individuell für jeden einzelnen Raum dadurch vorgenommen, daß die beiden Rohre 13 und 14 ein im Gegenstromverfahren arbei­ tendes Rohrsystem bilden, das einen Temperaturaus­ tausch vornimmt. Die bereits durch den Wärmetau­ scher 7 schon vorgeheizte Frischluft befindet sich somit im Bereich 9 des Verteilers 8 und wird dann auf dem Wege zum zugehörigen Raum 24 individuell auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt, wobei diese Temperatur höchstens so groß wie die Grundtempera­ tur des zubelüftenden Raumes 24 ist.

In der Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein Haus 22 dargestellt, das die Frischluftanlage 1 auf­ weist. Der Auslaß 5 der Abluftleitung 3 befindet sich auf dem Dach des Hauses 22. Der Einlaß 4 ist im Dachboden 23 des Hauses installiert. Der Wärme­ tauscher 7 befindet sich ebenfalls auf dem Dachbo­ den 23. Ferner ist der Fig. 2 entnehmbar, daß die einzelnen Räume 24 jeweils separat über Rohre 13 und 14 der Frischluftanlage 1 versorgt werden.

Die Fig. 3 zeigt die Blende 16, die im oberen Be­ reich den Luftauslaß 17 aufweist, der von vier Frischluftdüsen 18 gebildet ist. Im unteren Bereich weist die Blende 16 ein Luftgitter 20 auf, das die Abluftöffnung 19 bildet.

Die Fig. 4 verdeutlicht nochmals die Luftführung der Frischluftanlage 1. Zu jedem einzelnen Raum 24 wird - ausgehend von dem Verteiler 8 - Frischluft ge­ führt und aus jedem einzelnen Raum 24 wird die Abluft abgeführt. Luftauslaß 17 und Abluftöffnung 19 be­ finden sich dabei jeweils an zentraler Stelle des entsprechenden Raumes 24.

Claims (10)

1. Frischluftanlage für ein Gebäude mit mehreren Räumen, mit einer Frischluft-Ansaugleitung und ei­ ner Abluftleitung, wobei beide Leitungen mit einem Wärmetauscher zusammenwirken, sowie mit einem Rohr­ system zum Verteilen der Frischluft zu Luftaus­ lässen der einzelnen Räume, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (11) zumindest abschnittsweise als Gegenstrom-Rohranlage (12) ausgebildet ist, die separat für jeden Raum (24) ein erstes Rohr (13) für die Zuführung der Frischluft und ein zweites Rohr (14) für die Abführung der Abluft aufweist, wobei die beiden Rohre (13, 14) zusätzlich zu dem Temperaturaustausch des Wärmetauschers (7) in einem derartigen Temperaturaustausch miteinander stehen, daß in Abhängigkeit von der Grundtemperatur des je­ weils zu belüftenden Raumes (24) die Zulufttempera­ tur etwa eben so groß wie die Grundtemperatur des entsprechenden Raumes (24) ist.

2. Frischluftanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zuschaltbare Heizanlage, mit der die Temperatur der Zuluft erhöht werden kann.

3. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluft-Ansaugleitung (2) ein Filter (6) auf­ weist.

4. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluft-Ansaugleitung (2) und die Abluftleitung (3) zu einem Verteiler (8) führen, an den die ein­ zelnen Räume (24) separat angeschlossen sind.

5. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Raum (24) über einen separaten Lüfter (15) an den Ver­ teiler (8) angeschlossen ist.

6. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lüfter (15) separat steuer- beziehungsweise regelbar ist.

7. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lüfter (15) und dem Luftauslaß (17) jedes Raumes (24) ein Schalldämpfer (21) angeordnet ist.

8. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Luft­ auslaß (17) an einer Blende (16) angeordnet ist, die gleichzeitig eine Abluftöffnung (19) aufweist.

9. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftaus­ laß (17) mehrere einstellbare Frischluftdüsen (18) aufweist.

10. Frischluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluft-Ansaugleitung (2) im Wärmeaustausch mit der Abluftleitung (3) steht.