DE8337872U1 - Belüftungsvorrichtung mit einem Luftkanal - Google Patents

Description

5670 - 3 -

LTG Lufttechnisahe GmbH _t 7000 Stuttgart 40

Belüftungseinrichtung mit einem Luftkanal 10

Die Erfindung betrifft eine Belüftungevorrichtung mit einem C Lu£tkanal_# in dem ein Ventilator mit einem Ventilatorrad angeordnet ist, welches im Betrieb Luft in einer vorgegebenen Richtung durch diesen Luftkanal fördert* Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus der DE-PS 27 13 424*

In vielen Fällen wäre es günstig, wenn bei einer solchen Vorrichtung die Förderrichtung des Ventilators umgekehrt werden könnte« z.B. um bei einem regenerativen Wärmetauscher mit zwei Gebläsen im Sommer beide Gebläse auf Abfuhr von Abluft umstellen zu können. Dies ist aber bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art nicht möglich.

Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Belüftungen ( vorrichtung der eingangs genannten Art su schaffen, welche Nachteile der bekannten Belüftungsvorrichtungen Vermeidet.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen MaSnahmen* Man erhält so auf einfaßhe Heise bei Bedarf eine Umkehr der förderrichtung und kann z.B. im Sommerbetrieb die Lüftung der belüfteten Bäume wesentlich verstärken, da dann der Zulüftventilator zusätzlich für die Förderung von Abluft eingesetzt werden kann.

Besonders vorteilhaft kann die Maßnahme nach Anspruch 3 vorgesehen sein. Das Laufrad befindet sich dann nich+; in

5670 - 4 -

einem Spiralgehäuse/ sondern frei innerhalb des Luft-

kanalee und der dieses Laufrad aufweisende Radialventi-5

later kann dann zweckmäßig aus dent dem Antrieb des Laufrades dienenden Elektromotor, dem Laufrad und einer Einströmdttse bestehen und zweckmäßig in dieser Gesamtheit zur Verstellung der Förderrichtung schwenkbar sein.

Mit besonderem Vorteil kann die Maßnahme gemäß Anspruch 6 und/oder 8 vorgesehen sein, da hierbei der radial zum { ^! Laufrad verlaufende Teil des Luftkanals ähnlich wirkt wie ein Leitgehäuse und den Wirkungsgrad des Lüfters verbessert. Außerdem ergibt sich hierbei eine sehr kompakte Bauweise.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten/ in keiner Weise Q als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel sowie aus den Unteransprüchen. Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die einzige Figur zeigt in schematischer, geschnittener

f \ Seitenansicht ein Dach 10 eines großen Gebäuderaumes,

^ 25

in welches Dach ein regenerativer Wärmerückgewinner vertikal eingebaut ist. Bei dem durch dieses Dach 10 obensei tig begrenzten, durch den Wärmerückgewinner 11 allein oder in Verbindung mit weiteten Wärmerückgewinnern dieser Art zu belüftenden Raum kann es Sich z.B. um einen größeren Fabrikatiönsraum, eine Sporthalle oder einen sonstigen Raum handeln.

35

5670
1

Der Wärmerückgewinner 11 weist äußerlich eine pilzähnliche ο

Gestalt auf und hat einen Abluftkanal 12 und einen Zuluftkanal 13, die im wesentlichen zueinander symmetrisch angeordnet und ausgebildet sind. Jeder der beiden Kanäle 12, 13 weist je zwei zueinander parallele, gerade Kanalendabschnitte 12a, 12c bzw. 13a, 13c*auf, die durch je einen 18o°-Kanalzwischenabschnitt 12b, 13b miteinander verbunden sind, so daß der Abluftkanal 12 wie auch der Zuluftkanal 13 praktisch O> haarnadelförmige Verläufe haben. Beide Kanäle 12, 13 enthalten je einen Radialventilator 40, 41.

15

Das Gehäuse des Wärmerückgewinners 11 weist eine topfförmi-

ge Haube 14 auf, die runden, rechteckförmlgen oder quadratischen oder sonstigen geeigneten Umriß haben kann und deren zum Dach 10 parallele Decke 15 eben und luftundurchlässig ist.

In diese Haube 14 ist eine sie wie auch die vertikalen Stutzen 17 und 20

26 in ungefähr zwei gleiche Hälften teilende vertikale mittlere Trennwand 16 eingesetzt, die den Zuluftkanal 13 von dem Abluftkanal 12 vollständig trennt. Diese Trennwand 16 1st mit Ausnahme einer schwachen Auswölbung

_r^ 16' eben. Diese mit der Haube 14 fest verbundene Trennwand ( ; 26

durchdringt also auch den zentralen, vertikalen, im Querschnitt kreisrunden Stutzen 17 und ist nur in ihm über die Haube 14 nach unten verlängert und unterteilt ihn in zwei Kanalendabschnitte 13a, 12a für die Zuluft und die Abluft.

30

Dieser die Auslaßmündung 56 des Zulüftkanales 13 und die Einlaßmündung 55 des Abluftkanales 12 am unteren Ende auf-

35

:■'■
ίίί

$ O ²⁵

35

• ••««if »·«««

5670 - 6 -

weisende Stutzen 17 durchdringt eine kreisrunde Dachöff- _ nung 18 ein kurzes Stück nach unten aus ihr herausragend

und ist an dem Dach 10 fest angeordnet und trägt den gesamten Wärmerückgewinner 11,

Die Haube 14 endet im Abstand oberhalb des Daches 10, so daß durch den Zwischenraum zwischen ihrem unteren Rand 19 und dem Dach 10 Zutuft aus der Auftenatmosphäre in den Zulufteinlaß 71 des Kanalendabsohnittee 13c der betreffenden Haubenhälfte einströmen bzw. Abluft aus dem Abluftauelaß 70 des Kanalendabsehnittes 12c der anderen Haubenhälfte

in die AuBenatmosphäre ausströmen kann. 15

Der obere Bereich des Stutzens 17 durchdringt die mittlere Öffnung eines mit vertikaler Drehachse rotierbaren Speichennasseringes 20, der im wesentlichen aus einem Ring

aus axial von der Zuluft und Abluft durchströmbarer Spei" 20

chermasse 21 zwecks Wärmerückgewinnung besteht. Die Zuluft und die Abluft durchströmen jeweils ungefähr eine Hälfte der Speichermasse 21. Dieser Speichermassering 20 weist einen runden, luftundurchlässigen Innenmantel 22 und einen rundec luftundurchlässigen Außenmantel 23 auf, die den Ring aus Speichermasse 21 zwischen sich halten und durch radiale Stege miteinander verbunden sind. Der Innenmantel 22 ist auf an dem Stutzen 17 gehaltenen Tragrollen 24, deren Drehachsen horizontal sind, gelagert, die diesen Speichermassering 20 tragen. Der radialen Lagesicherung dieses Speicher-30

raässerittges 20 dienen Stützrollen 25 mit vertikalen Dreh»

5670

"7 ~

achsen, die ebenfalls von dem Stutzen 17 getragen werden und durch schmale Schlitze in der Umfangswandung des Stutzens 17 hindurchragend an dem Innenmantel 22 des Speicherringes 20 zu dessen radialer Lagesicherung anliegen. Der Speichermassering 20 wird durch einen nicht dargestellten, in der Haube 14 angeordneten Elektromotor bspw. über ein Zugmittelgetriebe oder Reibradgetriebe so angetrieben, daß er um seine vertikale Drehachse langsam rotiert, und zwar mit einigen Umdrehungen pro Minute zwecks Härmerückgewinnung.

An das obere Ende des geraden Stutzens 17 ist ein im Querschnitt rechteckförmigei: Verlängerungsstutzen 26 über einen Verbindungsflansch 27 angeschlossen, durch den auch die Trennwand 16 diametral hindurchgeht und der bis zur Haubendecke 15 reicht und sich in allseitigem Abstand von der Äu eenumfangswandung der Haube 14 befindet. Wie erwähnt, unterteilt die vertikale Trennwand 16 die Haube 14 in zwei vollständig getrennte Hälften für die Zuluft und die Abluft, erstreckt sich also auch außenseitig der Stutzen 26 und 17 bis zur ümfangswand der Haube 14.

In den beiden einander diametral gegenüberliegenden ebenen Händen 30, 31 dieses Verlängerungsstutzens 26 ist je eine kreisrunde öffnung 32, 33 vorhanden, wobei die öffnung 33 durch eine elastische Ringlippe 31* gebildet ist, umschwenken des Ventilators 41 zuzulassen. An den Rändern dieser öffnungen 32, 33 liegen die Außenumfänge von Einströwdttsen 34 der Radialventilatoren 40, 41 an. Die Elektro-

5670

10

15

20

26

30

motoren 35 dieser Radialventilatoren 40, 41 haben horizontale, miteinander fluchtende Drehachsen und ihre Wellenzapfen 36 tragen die Laufräder 37,37LDIe Düsen 34 sind mittels Streben an den von den Wellenzapfen 36 abgewendeten Stirnseiten der Gehäuse der Elektromotoren 35 gehalten.

Die Düsen 34 führen in die Einströmöffnungen der Laufräder37, 37'. Der im Zuluftkanal 13 befindliche Ventilator 41 befindet sich in der Zeichnung in der dem Fördern von Zuluft in Richtung der voll ausgezogenen Pfeile dienenden Stellung. Jedoch ist er im ganzen um eine horizontale,senkrecht zu seiner Drehachse gerichtete Schwenkachse 38 um 180° in Richtung des Doppelpfeiles 39 schwenkbar gelagert, so daß er aus der dargestellten Stellung in eine um 180° winkelversetzte Stellung verschwenkt werden kann, in der dann seine Förderrichtung entsprechend umgekehrt ist und er dann anstatt Zuluft Abluft fördert. IAn dieses Schwenken zu ermöglichen, kann die mittlere Trennwand 16 die im Querschnitt kreisbogenförmige Auswölbung 16' aufweisen. Dieses Schwenken des Ventilators 41 kann bspw. mittels eines elektrischen Stellmotors erfolgen, der an der diesen Motor tragenden Seitenwand 31 angeordnet sein kann, oder von Hand mittels eines Hebels, Seilzugs oder dexgl. Die um 180° geschwenkte Stellung des Ventilators 41 ist strichpunktiert angedeutet. Der Außenmantel 23 des Speichermasseringes 20 weist zwei nach außen gerichtete Flansche auf, die einen in die Haube eingesetzten, den Speichermassering 20 in seiner mittigen, kreisrunden öffnung 45 aufnehmenden Zwischenboden 46 zur Abdichtung oben und unten überlappen.

36

0"\' Al

5670 - 9 -

g Es sind ferner In den beiden der Trennwand 16 gegenüberliegenden Außenwandbereichen der Haube 14 absperrbare Luftdurchlaßöffnungen 50, 51 angeordnet, und zwar handelt es sich um breite und hohe LufbJurchtrittsöffnungen 50,51, die sich oberhalb des Speichermasseringes 20 gegenüber den Ventilatoren 4O, 41 befinden und durch je eine schwenkbare Au&s teilklappe 52, 53 geöffnet und geschlossen werden können. Diese beiden Ausstellklappen 52, 53 sind an ihren obev ) ren Rändern an die Haube 14 schwenkbar angelenkt. Diese beiden Klappen 52, 53 können durch ebenfalls nicht darge-

. _ stellte elektrische Stellmotoren in

15

ihre voll ausgezogen dargestellten Absperrstellungen verschwenkt werden. Dieses Verschwenken kann, wie bereits erwähnt, erwünschtenfalls mit einer Drehzahlverstellung der Drehzahlen der Ventilatoren 40, 41 gekoppelt sein, falls deren Antriebsmotoren drehzahlverstellbar sind. Die höchsten Drehzahlen werden dann eingestellt, wenn die Klappen 52, 53 sich in ihren AbsperrStellungen befinden.

Die Arbeitsweise dieses Wärmerückgewinners 10 ist wie folgt: __ Im Wärmerückgewinnungebetrieb, also insbesondere bei Winterbetrieb, sind die beiden Klappen 52, 53 geschlossen und der Zuluftventilator 41 ist in die in der Zeichnung dargestellte Stellung geschwenkt. Die gesamte Zuluft strömt, wie durch die voll ausgezogenen Pfeile dargestellt, wegen der ge- _an schlossenen Klappe 53 durch den linksseitig der Trennwand 16 befindlichen Spalt 57 zwischen der Haube 14 und dem Dach 10 in den am unteren Rand dieser linken Hälfte der

35

·· ·· ·· ··· i'fri /iL·

5670 " 10 ~

Haube 14 beginnenden, geraden, vertikal aufwärtsführenden ί Kanalendabschnitt 13c ein und durchströmt in diesem Kanalabschnitt

·■ die in Um jeweils befindliche Hälfte der rotierenden

', Speichermasse 21 axial und nimmt aus ihr fühlbare Wärme

und ggfs. Feuchtigkeitswärme auf. Die von dem Ventilator If 41 geförderte Zuluft durchströmt dann den 180°-Kanalzwi-

schenabschnitt 13b, den man sich hier als in Hffr« des Flansches 27 beginnend und wieder endend denken kcjin. * ν V Diese Zuluft durchströmt im Kanalabschnitt 13b das sie

■ fördernde Laufrad 37'des Radialventilators 41 und strömt

' dann in vertikal abwärts führender Richtung bis sie aus

15

der Auslaßmündung 56 der linken Hälfte des Stutzens 17

und damit aus dem Zuluftkanal 13 ausströmt. Die Ausström-' mündung 56 des Zuluftkanales 13 kann in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer sich normalerweise in ihrer voll ausgezogen dargestellten Offenstellung befindlichen Klappe 60 durch Schwenken in ihre strichpunktierte Absperrstel-ί lung abgesperrt werden, wenn dieser Wärmerückgewinner 11

( ausgeschaltet wird.

, Die Abluft wird, wie durch voll ausgezogene Strömuntjrs- '' pfeile dargestellt, durch den Abluftventilator 40 in die vertikal aufwärts führende rechte Hälfte des Stutzens 17, also in den Kanalendabschnitt 12a, eingesaugt und strömt dann in den I80°-Kanalzwischenabschnitt 12b ein, der in diesem Ausführungebeispiel wiederum als in Höhe des Flansches

30

beginnend und endend gedacht werden kann. Diese Abluft durchströmt dabei das Laufrad 37 des Ventilators 40 und

36

5670

von diesem aus dann naeh unten durch die betreffende HMIfte dar Speiöhermaeee 21 diese axial durchströmend hindurch und gelangt dann durch den Spalt 58 zwischen der rechten Hälfte der Haube 14 und dem Dach 10 ins Freie. Die Abluft gibt an die Speichenmasse 21 Wärme ab.

Um Kurzschluß zwisohen der Zuluft und Abluft zu vermeiden/ ragt die mittlere Trennwand 16 aus dem Stutzen 17 ein Stück nach unten heraus.

Auch der Ablufteinlae 55 kann durch eine Absperrklappe 61 abgesperrt werden, die sich normalerweise in ihrer dargestellten Offenstellung befindet und nur bei abgeschaltetem Ventilator 40 in die strichpunktierte Geschlossenstellung geschwenkt wird. Diese beiden Absperrklappen 60/ 61 können durch einen gemeinsamen Stellmotor geöffnet und abgesperrt werden, vorzugsweise selbsttätig im Gefolge des Ein- und Aueschaltens der Ventilatoren 40, 41.

Wenn nur Lüftung und keine Wärmeübertragung zwischen Abluft und Zuluft notwendig ist, also insbesondere zeitweise im tfbergangsbetrieb und bei Scmmerbetrieb, werden die beiden Klappen 52, 53 geöffnet. Es strömt dann die Zuluft und Abluft fast ausschlieBlich durch die Öffnungen 51 und 50 unter Umgebung der Speichennasse 20 hindurch, wie durcti die strichpunktierten Strömungspfeile angedeutet ist. Und 2W&T wird dann praktisch die gesamte Zuluft üftd Abluft durch diese LUftdurchtrittsöffnungen 51 und ⁵O eingesaugt

5670 - 12

_ bzw. auegeblasen, da deren Strömungswiderstande vernach-

läasigbar klein sind gegenüber den Strömungswiderständen der Speichermasse 20 im Zuluftkanal 13 und Abluftkanal Es ist deshalb nicht notwendig, die Speichermasee 20 luftseitig abzusperren. Ee findet dennoch praktisch kein β Wärmeaustausch zwischen der Zuluft und der Abluft statt, selbst wenn der Speiehermassering 20 rotieren sollte. Auch kann man bei geöffneten Klappen 52, 53 den Speicher-■' maesering 20 zur Einsparung von Betriebskosten und Versehleidverringerung stillsetzen.

16

Um bei Sommerbetrieb die Lüftung in dem an das Dach 10

untenseitig angrenzenden Gebäuderaum 64 zu verstärken, kann man bei dein dargestellten Wärmerückgewinner 11 den Zuluft-Ventilator 41 auf Abluftförderung umstellen, indem man ihn gemäß dem Pfeil 39 im ganzen einschließlich der Düse 34 in die um 180° geschwenkte Stellung verschwenkt, in der er nunmehr Abluft aus dem Raum 64 ansaugt und, wie durch den strichzweipunktierten Strömungspfeil angedeutet, durch die Luftdurchtrittsöffnung » __ 51 unter Umgehung der Speichermasse 21 direkt ins Freie ausbläst. Auch bei dem ständigen Abluftkanal 12 ist dann die Klappe 52 geöffnet und der Ventilator 40 fördert dann ebenfalls Abluft an der Speichermasse 21 vorbei direkt ins Freie. Hierdurch wird nicht nur die Lüftung

_ verstärkt, sondern bei Radialventilatoren mit rückwärts-30

gekrümmten Schaufeln wird auch die Leistungsaufnahme der

Motoren 35 verringert, also ihre Betriebskosten verringert,

35

5670 " 13

was besonders bedeutsame Betriebskostenverringerung

sein kann, wenn man, wie erwähnt/ hierbei auch die Drehsahlen dieser beiden Ventilatoren 40, 41 reduziert.

Das öffnen und Schließen der Klappe 53 oder beider Klappen 52, 53 kann mit der 180°-Schwenkbewegung des Ventilators 41 gekoppelt sein, wobei im Sommerbetrieb beide Ventilatoren Abluft durch die geöffneten Klappen 52, 53 unter Umgehung der Speichennasse 21 fördern können.

.g Der Antrieb des Speichermasseringes 20 kann anstatt durch einen Motor in manchen Fällen auch durch den Luftstrom erfolgen* Und zwar in diesem Ausführungsbeispiel durch den aus dem Ventilator 37 austretenden Luftstrom, indem dieser mit einer in Umfangsrichtung des Speichermasseringes 20 gerichteten Geschwindigkeitskomponenten in die Speichermasse 21 eintritt, infolge der Umlenkung der Luft in die Kanäle der Speichermasse 21 in axiale Richtung entsteht ein Impuls, der den Speichermassering 20 in Rotation versetzt. Ferner können die Drehrichtungen beider Ventilatoren

-- 40,41 so aufeinander abgestimmt sein, daß, wenn beide Ventilatoren 40,41 Abluft fördern, die Umfangskomponentender Auetrittsgeschwindigkeit die Drehung der Speichermasse aufheben ,so daß diese in diesem Fall dann nicht rotiert.

Die dargestellte Anordnung der Elektromotoren 35 der Ventilätoreft 40,41 hat auch den Vorteil, daß ihre Wärme im Fälle des Zuluftventiiätors 41 der Zuluft direkt und im Falle des Abluftventilators 40 der Zuluft indirekt über die Speichermasse 21 zugeführt wird und so als Nutzwärme anfällt.
35

Claims (10)

5670 ( ) nsprüche

1.} Belüftungsvorrichtung mit einem Luftkanal (13), in dem ein Ventilator (41) mit einem Ventilatorrad (37') angeordnet ist, welches im Betrieb Luft in einer vorgegebenen Richtung durch diesen Luftkanal (13) fördert,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorrad (37*) als Laufrad eines Radialventilators ausgebildet und um 180° in eine dem Fördern von Luft in der entgegengesetzten Richtung dienende Stellung verschwenkbar (39) ist.

2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Ventilatorrad (37*) antreibender Elektromotor (35) in dem Luftkanal (13) angeordnet ist und zusammen mit dem Ventilatorrad (37') um 180° verschwenkbar (39) ist.

3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-' kennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen des als Laufrad eines Radialventilators ausgebildeten Ventilatorrades (37*) frei in den Luftkanal (13) münden, so daß dieses Laufrad frei in den Luftkanal (13) ausblasend angeordnet ist.

4. Belüftungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zuströmseite des als Laufrad eines Radialventilators ausgebildeten Ventilatorrades (37*) eine stationäre Einströmdüse (34) vorgesehen ist, und daß diese Einströmdüse (34) zusammen mit dem Ventilatorrad (37·) um 180° verschwenkbar ist.

- 2 -

5. Belüftungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der das Ventilatorrad <37') aufnehmenden öffnung (33) des Luftkanals (13) eine elastische Dichtlippe (31 ') vorgesehen ist, deren freies Ende gegen einen stationären Teil (34) des Radialventilators (41), insbesondere dessen Einströmdttse (34), anliegt und eine Schwenkung des Radialventilators in dieser öffnung (33) ermöglicht.

6. Belüftungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (13,13c,20) des Luftkanals etwa radial zum als Laufrad eines Radialventilators ausgebildeten Ventilatorrad (37') in dessen einer verschwenkten Stellung verlauft.

7. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (16) des radial verlaufenden Luftkanals (13) dort eine Auswölbung (16') aufweist, wo diese Wand im vom Ventilatorrad (37') bei dessen Verschwenkung durchlaufenen Weg liegt.

8. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein anderer Abschnitt des Luftkanals etwa radial zum als Laufrad eines Radialventilators ausgebildeten Ventilatorrad (37*) in dessen anderer verschwenkten Stellung verläuft.

9. Belüftungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal an mindestens einer Stelle etwa unter einem rechten Winkel zur Drehachse des als Laufrad eines Radialventilators ausgebildeten Ventilatorrades (37') verläuft.

10. BelüftJngsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Laufrad eines Radialventilators ausgebildete Ventilatorrad (37*) Im Bereich einer Richtungeänderung des Luftkanalee angeordnet ist.