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Dokumentenidentifikation DE202007008504U1 08.11.2007
Titel Vorrichtung zur Raumlüftung
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Vertreter Patentanwälte Isenbruck Bösl Hörschler Wichmann Huhn, 68165 Mannheim
DE-Aktenzeichen 202007008504
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 08.11.2007
Registration date 04.10.2007
Application date from patent application 18.06.2007
IPC-Hauptklasse F24F 7/00(2006.01)A, F, I, 20070618, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04B 1/78(2006.01)A, L, I, 20070618, B, H, DE   E04C 2/52(2006.01)A, L, I, 20070618, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Raumlüftung, um aus geschlossenen Räumen, beispielsweise einem Wohn- oder Büroraum, verbrauchte Luft zu entfernen und gleichzeitig diese kontinuierlich mit Frischluft zu versorgen.

Herkömmlicherweise werden geschlossene Räume gelüftet, indem durch temporäres Öffnen von Fenstern Frischluft zugeführt wird. Durch Undichtigkeiten in der Gebäudehülle findet darüber hinaus ein passiver Luftaustausch statt. Aufgrund der in der Energiesparverordnung 2002 (ENEV) vorgeschriebenen Dämmung zur Reduzierung von Wärmeverlusten werden Gebäudehüllen sowie Fenster und Türen zunehmend luftdichter ausgeführt, wodurch die passive Raumlüftung stark reduziert ist. Somit muss die benötigte Frischluftmenge, ca. 30 m3 pro Std. pro Person, durch mehrmaliges Durchlüften zugeführt werden, wobei in den Räumen Energie verloren geht.

Ohne eine ausreichende Lüftung steigen die Schadstoff- und Geruchskonzentration sowie die Raumfeuchte in den Räumen, während gleichzeitig die Sauerstoffkonzentration abnimmt. Die hohe Luftfeuchtigkeit kann an ungeeigneten Stellen z. B. eine Schimmelpilzbildung hervorrufen. In der kalten Jahreszeit kann sich die Luftfeuchtigkeit als Kondensat an den Fenstern und Türen niederschlagen.

Um diese Probleme zu beheben, werden Lüftungsanlagen zur kontrollierten Raumlüftung eingesetzt. Hierfür sind verschiedene Typen von Lüftungsanlagen bekannt. Bei einfachen Lüftungsanlagen wird die verbrauchte Luft aus einem Raum nach außen gepumpt, während Frischluft durch Einströmöffnungen oder die Fenster in den Innenraum gelangt. Bei zentralen oder dezentralen Lüftungsanlagen werden Fördermittel eingesetzt, um verbrauchte Luft nach außen zu pumpen und gleichzeitig Frischluft in den Innenraum zu fördern. Zentrale Anlagen saugen an einer Stelle außerhalb des Gebäudes Frischluft an, führen diese in das Gebäude und verteilen die Frischluft anschließend über ein ausgedehntes Frischluftsystem in die einzelnen Räume. Gleichzeitig wird in Räumen, in denen besonders viel Feuchtigkeit entsteht, die verbrauchte warme Luft abgesaugt, zu einem Luftstrom zusammengeführt und nach außen abgelassen. Hierbei werden Kanäle und Schächte im Gebäude geführt, wodurch Decken- beziehungsweise Bodenhohlräume erforderlich werden, die größere Geschosshöhen und einen aufwändigen Brandschutz erforderlich machen.

Dezentrale Anlagen, häufig Einzelraumgeräte oder Fensterbrüstungsgeräte, ermöglichen lediglich die gezielte Belüftung eines Raumes und sind häufig nur schwer in eine Fassade zu integrieren.

Damit der Wärmeverlust eines Gebäudes durch die Nutzung einer Lüftungsanlage gering gehalten werden kann, können diese die in der verbrauchten Luft vorhandene Wärmeenergie nutzen, um die Frischluft zu erwärmen. Hierfür sind z. B. Lüftungsanlagen mit einer Wärmerückgewinnung bekannt, bei der mittels eines Wärmetauschers die Wärmeenergie genutzt wird.

Die Luftströme, d. h. die Abluft und die Frischluft, werden herkömmlicherweise durch zwei getrennt voneinander einstellbare Gleichstromlüftermotoren gefördert, welche ihrerseits elektrische Energie benötigen. Ergänzend kann der Frischluftstrom durch Filter geführt werden.

Aus EP-A 1 624 258 ist ein Einbaumodul zur Raumlüftung bekannt, welches in einem Gehäuse einen Frischluftkanal und einen Abluftkanal aus Metall vorsieht, die miteinander über einen Wärmetauscher gekoppelt sind. Durch den Wärmeaustausch erwärmt sich die Frischluft, die dann im Frischluftkanal nach oben steigt und in den Raum austreten kann. Bei dem beschriebenen Einbaumodul liegen die Austrittsöffnung der Frischluft in den Raum und die Eintrittsöffnung der Abluft nahe beieinander, so dass sich eine Art Kurzschlussströmung ergeben kann, welche negativ hinsichtlich der Effektivität der Raumlüftung ist. Dieses Einbaumodul kann in eine Wand des Raumes oder in ein Fenster eingebaut werden, wobei das Gehäuse eine Wärmedämmschicht aufweist, um die Bildung von Kältebrücken zu vermeiden. Eine Schalldämmschicht des Gehäuses soll zusätzlich eine ausreichende Schalldämmung sicherstellen. Als nachteilig erweisen sich die aufwändigen baulichen Maßnahmen, die zum Einbau des Einbaumoduls in die Gebäudewand notwendig sind. Dadurch können sich Instabilitäten des Mauerwerks, Hindernisse für im Mauerwerk verlegte Leitungen und eventuell eine Reduzierung der Wohnqualität bei einem Einbau im Fensterbereich ergeben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Raumlüftung bereitzustellen, wodurch verbrauchte Luft ohne oder mit geringem Energieaufwand durch frische Luft bei minimalem Wärmeverlust ersetzt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe von einer Vorrichtung zur Raumbe- und -entlüftung, die als Dämmelement ausgebildet ist und neben dem Dämmstoff aus geschäumtem Polystyrol (a) mindestens einen Frischluftkanal, (b) mindestens einen Abluftkanal und (c) mindestens einen mit den Kanälen gekoppelten Wärmetauscher enthält.

Insbesondere vermeidet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Ausbildung von Kältebrücken und kann ohne großen baulichen Aufwand auch nachträglich an Gebäuden angebracht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Form eines Dämmelementes ausgebildet. Das Dämmelement ist aus einem zur Gebäudedämmung geeignetem Material gefertigt, wie geschäumtes Polystyrol, beispielsweise Styrodur®, Neopor®, Styropor®, Neopolen®, Styroflex®, Arcel® und Cellasto®. Das Dämmelement ist derart ausgebildet, dass es einen Abluftkanal aufweist, über den die verbrauchte Luft aus einem Raum abgeführt wird, einen Frischluftkanal, über den von außen Frischluft zugeführt wird. Der Abluftkanal und der Frischluftkanal stehen in Verbindung mit Öffnungen, die in einer Wand des Raumes vorgesehen sind, durch welche Abluft abgeführt beziehungsweise Frischluft in das Innere des Raumes zugeführt werden kann, sowie mit Öffnungen nach außen. Des Weiteren sind der Abluftkanal und der Frischluftkanal miteinander über einen Wärmetauscher gekoppelt.

Das Dämmelement kann bei der Isolierung der Gebäudehülle integriert werden. Insbesondere ist das derart ausgebildete Dämmelement geeignet, um an der Außenseite eines Gebäudes mit anderen Dämmelementen angeordnet zu werden, um eine isolierende Gebäudehülle zu bilden. Auch eine Integration des derart ausgebildeten Dämmelements bei einer Isolierung im Dachbereich ist möglich.

Die Frischluft gelangt über einen Frischlufteinlass der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung in den Frischluftkanal und strömt an einer Auslassöffnung in den Innenraum. Die Abluft gelangt über eine Ablufteinlassöffnung aus dem Raum in den Abluftkanal, wird durch den Abluftkanal hindurchgeführt und tritt an der Gebäudeaußenseite durch einen Abluftauslass ins Freie.

Für die Wärmerückgewinnung werden die Frischluft und die Abluft in einem in dem Dämmelement vorgesehenen Wärmetauscher aneinander vorbeigeführt. Hierbei findet über eine Trennfläche, die die beiden Luftströme voneinander trennt, ein Wärmestrom von der warmen Abluft hin zur kalten Frischluft statt, die sich erwärmt. Die Wände des Abluft- und des Frischluftkanals können insbesondere aus Metallblech, z. B. Stahl-, Aluminium- oder Kupferblech, mit einer Wandstärke im Bereich von 0,4 bis 1,5 mm gefertigt sein. Unter Nutzung des thermischen Auftriebs kann die erwärmte Frischluft in dem Frischluftkanal nach oben steigen und an einer entsprechenden Auslassöffnung in das Innere eines Raumes austreten. Zur Unterstützung dieses Auftriebs kann der Frischluftkanal in Strömungsrichtung mit einem sich verengenden Querschnitt gestaltet sein, wodurch nach dem Kaminprinzip die Strömung beschleunigt wird. Das Kaminprinzip kann auch für die Strömung der Abluft verwendet werden, wenn der Abluftkanal in Strömungsrichtung einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Beispielsweise kann an der Austrittsöffnung des Abluftkanals ein Abluftkamin vorgesehen sein, so dass sich eine zusätzliche Sogwirkung für die Luftströmung im Inneren des Abluftkanals ergibt. Zusätzlich können zur Erhöhung der Luftströmung sowohl der Abluft als auch der Frischluft Gebläseeinheiten eingesetzt werden.

Die Strömungsführungen der Abluft und der Frischluft innerhalb des Wärmetauschers der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung können im Gleichstrom- oder im Gegenstromprinzip erfolgen.

Eine Vergrößerung der zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Fläche kann durch eine entsprechend geformte Oberfläche der Trennflächen des Wärmetauschers erreicht werden. Beispielsweise führt eine geriffelte Oberfläche oder eine durch Lamellen oder Stege ergänzte Oberfläche der Luftkanäle im Bereich des Wärmetauschers zu einer gewünschten Flächenvergrößerung und somit zu einem effizienteren Wärmeaustausch.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Raumlüftung ist der Frischluftkanal im Inneren des Abluftkanals angeordnet. Dadurch lässt sich die für den Wärmeaustausch verfügbare Fläche vergrößern, ohne dass die Vorrichtung zur Raumlüftung vergrößert werden muss.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung ist der Streckenverlauf des Abluft- und Frischluftkanals im Bereich des Wärmetauschers mäanderförmig ausgebildet, wodurch die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Fläche ebenfalls vergrößert wird.

In einer weiteren Ausführungsform verlaufen der Abluft- und Frischluftkanal im Bereich des Wärmetauschers in Form einer Spirale. Somit wird der Strömungsweg innerhalb des Wärmetauschers der beiden Luftströme verlängert. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher Kanäle mit Trennwänden, welche durch ein spiralförmig gewickeltes blattförmiges Material gebildet werden. Die derart gebildeten Kanäle werden abwechselnd von dem Abluftstrom und dem Frischluftstrom im Gegenstrom durchströmt.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung sind mehrere Abluft- und Frischluftkanäle parallel angeordnet, die durch eine gemeinsame Zu- und Ableitung miteinander verbunden sind. Durch diese Anordnung lässt sich der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung erhöhen, ohne dass eine Vergrößerung der Vorrichtung zur Raumlüftung notwendig wird.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung kann die Frischluft durch eine externe Wärmequelle zusätzlich erwärmt werden. Beispiele für geeignete externe Wärmequellen sind solare Wärmequellen, am Frischluftkanal vorgesehene elektrische Heizelemente oder eine Koppelung mit dem im Gebäude vorhandenen Warmwasserkreislauf.

Ergänzend kann der Einlass der Frischluft, über den Frischluft aus der Umgebung aufgenommen wird, einen Luftfilter aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die einströmende Frischluft von Staubpartikeln und eventuell auch von Pollen gereinigt werden kann. Der hierfür verwendete Luftfilter kann ein mikrofaserverstärktes Element sein, welches in einfacher Weise gereinigt oder ausgetauscht werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert, die in den Figuren Folgendes zeigt:

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung in einer Seitenansicht.

2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung in einer Aufsicht.

3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung in einer Aufsicht.

4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung in einer Aufsicht.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Raumlüftung mit 1 gekennzeichnet. Darin ist ein Frischluftkanal 2 mit einem Frischlufteinlass 3 zur Aufnahme von Frischluft aus der Umgebung und einem Frischluftauslass 4, aus dem Frischluft in ein Rauminneres 5 austritt, vorgesehen. Der Frischluftauslass 4 ist auf einer Innenseite einer Wand des Raumes angeordnet. Ein Abluftkanal 6 weist an der Innenseite der Wand einen Ablufteinlass 7 auf und an der Außenseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumlüftung 1 einen Abluftauslass 8. Die Abluft strömt, wie durch den Pfeil 9 angedeutet, in den Abluftkanal 6 und tritt aus der Vorrichtung zur Raumlüftung 1 an deren Außenseite auf. Der Abluftkanal 6 und der Frischluftkanal 2 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Der Frischluftkanal 2 kann als Rohr aus einem Material mit einer geeigneten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein. Der Abluftkanal 6 kann durch entsprechende direkt in das Material eines Dämmelements 11 ausgearbeitete Öffnungen verlaufen.

In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Frischluftkanal 2 im Inneren des Abluftkanals 6 angeordnet. Auf diese Weise wird ein deutlich höherer Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung erreicht. Die durch den Frischlufteinlass 3 aufgenommene Frischluft strömt in den Frischluftkanal 2 in der mit Pfeil 10 gekennzeichneten Richtung und damit im Gleichstrom zu der Abluftströmung im Abluftkanal 6.

Der Abluftkanal 6 und der Frischluftkanal 2 sind in dem Dämmelement 11 untergebracht, welches aus einem für die Gebäudeisolierung geeigneten Material gefertigt ist. Das Dämmelement kann entsprechend des üblichen zur Isolierung einer Gebäudeaußenseite oder eines zur Dachisolierung verwendeten Elementes gestaltet sein. Das Dämmelement 11 ist ein vorgefertigtes Element, welches auf einfache Weise mit anderen isolierenden Elementen kombiniert werden kann.

2 zeigt eine Aufsicht auf die Vorrichtung zur Raumlüftung 1. Hierbei verläuft der Frischluftkanal 2 im Inneren des Abluftkanals 6. Über den in dieser Darstellung übereinander liegenden Frischlufteinlass 3 und Ablufteinlass 7 strömen die beiden Luftströme in den Frischluftkanal 2 beziehungsweise in den Abluftkanal 6. Um die zum Wärmetausch verfügbare Fläche zu erhöhen, beschreiben der kombinierte Abluft- und Frischluftkanal einen mäanderförmigen Weg, der platzsparend in dem Dämmelement 11 angeordnet ist.

3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Raumlüftung 1. Hierbei verläuft der Frischluftkanal 2 im Inneren des Abluftkanals 6. Die beiden auf diese Weise zusammengefassten Wege verlaufen in dem Dämmelement 11 spiralförmig, wodurch die Wärmeaustauschstrecke auf platzsparende Weise vergrößert wird.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Raumlüftung 1. Über den Ablufteinlass 7 und den Frischlufteinlass 3 werden die jeweiligen Luftströme in einer Zuleitung 12 aufgenommen und gelangen in den Abluftkanal 6 beziehungsweise in den im Inneren desselben verlaufenden Frischluftkanal 2. Von dieser Zuleitung 12 zweigen mehrere parallel zueinander verlaufende Wärmetauscherrohre 13 ab, welche einen Abluftkanal und einen im Inneren verlaufenden Frischluftkanal umfassen. Die einzelnen Wärmetauscherrohre 13 münden in eine vergleichbar aufgebaute Ableitung 15, die die Abluft zu dem Abluftauslass 8 und die Frischluft zu dem Frischluftauslass 4 in das Rauminnere leitet.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Raumbe- und -entlüftung, die als Dämmelement ausgebildet ist und neben dem Dämmstoff auf Basis von geschäumtem Polystyrol

(a) mindestens einen Frischluftkanal,

(b) mindestens einen Abluftkanal und

(c) mindestens einen mit den Kanälen gekoppelten Wärmetauscher enthält.
Vorrichtung zur Raumlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmelement in die Dämmschicht eines Gebäudes integrierbar ist. Vorrichtung zur Raumlüftung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher wärmeleitfähige Lamellen umfasst. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich des Wärmetauschers der Frischluftkanal im Inneren des Abluftkanals verläuft. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Frischluftkanals in Strömungsrichtung der Frischluft abnimmt. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg der Frischluft und der Abluft zumindest im Bereich des Wärmetauschers mäanderförmig ist. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg der Frischluft und der Abluft zumindest im Bereich des Wärmetauschers spiralförmig ist. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher mehrere parallele Wärmetauscherbereiche umfasst, welche durch eine Zuleitung und eine Ableitung miteinander verbunden sind und in denen ein Abluftkanal und ein Frischluftkanal gekoppelt sind. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einem Frischluftkanal Filter zur Reinigung der Frischluft vorgesehen sind. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Luftfördermittel zur Erhöhung der Luftströmung in den Luftkanälen an der Außenseite des Dämmelements vorgesehen sind. Vorrichtung zur Raumlüftung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft durch eine Wärmequelle, vorzugsweise ein Solarmodul oder ein Warmwasserkreislauf, Wärme zugeführt wird.






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