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Die
Erfindung betrifft eine unabhängige
Wärmetauschereinheit,
die geeignet ist, im Inneren eines Gebäudes angeordnet zu sein, um
beispielsweise die Belüftung
und/oder die Klimatisierung eines Zimmers oder Lokals im Inneren
dieses Gebäudes
sicherzustellen.
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Sie
betrifft genauer eine unabhängige
Wärmetauschereinheit,
die ein Gehäuse
aufweist, das mit Seitenwänden
versehen ist, die zwei Fluidkanäle begrenzen,
die einen Abschnitt mit welliger Form aufweisen, und Luftzirkulationseinrichtungen
aufweist, die geeignet sind, im Gegenstrom in den beiden Fluidkanälen einerseits
einen Strom neuer Luft, der vom Äußeren des
Gebäudes
abgegriffen wird, und, andererseits, einen Strom von schlechter
bzw. verbrauchter Luft, der im Inneren des Gebäudes abgegriffen wird, zirkulieren
zu lassen.
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Eine
unabhängige
Einheit dieses Typs ist in dem französischen Patent Nr. 86 17714
beschrieben.
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Diese
bekannte Einheit ermöglicht
die Belüftung
und/oder die Klimatisierung eines Zimmers oder eines Lokals im Inneren
eines Gebäudes
sicherzustellen, unter Wärmeaustausch
zwischen einem Primärfluid
und einem Sekundärfluid,
d. h. von neuer Luft, die außerhalb
des Gebäudes
abgegriffen wird und von verbrauchter Luft, die im Inneren des Gebäudes abgegriffen
wird.
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Die
frische oder äußere Luft,
die in das Gebäude
eingeführt
wird, kann gegebenenfalls gekühlt oder
erwärmt
werden durch die verbrauchte Luft im Inneren, die dazu bestimmt
ist, aus dem Gebäude
hinausgeworfen zu werden. Die Belüftung des Lokals oder des Zimmers
erfolgt somit ohne dass sie wesentliche Temperaturänderungen
im Inneren des Gebäudes
hervorruft.
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In
dieser bekannten Einheit sind die beiden Fluidpassagen, auch Kanäle genannt,
die im Inneren des Gehäuses
ausgebildet sind, durch eine gewellte Seitenwand getrennt, im Allgemeinen
eine metallische Seitenwand, die nicht immer einer leichten Reinigung
zugängig
ist.
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Die
Erfindung zielt insbesondere darauf ab, eine unabhängige Wärmetauschereinheit
vom 5351 P 1105 EP/DE vorgenannten Typ zu schaffen, die andere Materialien
verwendet, die die Reinigung erleichtern, die auf einfachere Weise
und mit weniger Kosten erzeugt werden kann, und die unterschiedliche
Betriebsweisen bieten kann, mit oder ohne Wärmerückgewinnung.
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Hierzu
schlägt
sie eine unabhängige
Wärmetauschereinheit
vor, die durch den Gegenstand des Anspruchs 1 definiert ist.
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So
wird die Trennung zwischen den beiden Fluidpassagen, auch Kanälen genannt,
durch eine nachgiebige Folie gebildet, die Falten bildet.
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Diese
nachgiebige oder weiche Folie weist den Vorteil auf, leicht zu sein,
leicht entfernt und gereinigt werden zu können, beispielsweise durch
einfaches Waschen oder einfach ausgetauscht zu werden, gegen eine
neue Folie.
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Darüber hinaus
sind aufgrund ihres nachgiebigen Charakters ihre Falten verformbar,
derart, dass die angebotenen Durchtrittsquerschnitte von den beiden
Fluidpassagen sich in Abhängigkeit
der entsprechenden Flussraten des Frischluftflusses und des Flusses
verbrauchter Luft verändern
können.
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Vorteilhafterweise
ist das Blatt bzw. die Folie aus einem gegenüber Luft dichten Material,
wie einem Gewebe, einem Nicht-Gewebe, einem Kunststoffmaterial,
Papier oder dergleichen.
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Dieses
Material kann gegenüber
Wasserdampf dicht sein wenn man keine Zwischenwirkung zwischen den
beiden Luftströmen
wünscht,
oder kann gegenüber
Wasserdampf durchlässig
sein, was somit ermöglicht,
einen Teil des Wasserdampfes, der in der verbrauchten Luft ist,
die nach dem Äußeren des
Gebäudes
evakuiert wird, wiederzugewinnen.
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Gemäß noch einer
weiteren Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse von
allgemein länglicher
Form, und die Falten der nachgiebigen Folie haben Erzeugende, die
im Wesentlichen parallel sind und sich in Längsrichtung des Gehäuses erstrecken.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Gehäuse
vertikal angeordnet und die Erzeugenden der Falten sind im Wesentlichen
vertikal.
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Im
letzteren Fall, wenn das Gehäuse
sich in einer im Allgemeinen vertikalen Position befindet, sind
die beiden Ausbringventilatoren im oberen Abschnitt bzw. im unteren
Abschnitt des Gehäuses
angeordnet.
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Man
kann also vorsehen, dass die Einheit zwei Wärmetauscher aufweist, die entsprechend zwei
Ausbringventilatoren zugeordnet sind und jeweils eine nachgiebige
Folie aufweisen, die zwei Fluidpassagen begrenzt.
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In
der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung wird Bezug genommen
auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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die 1 eine
Vorderansicht einer Wärmetauschereinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, die an einer Mauer im Inneren eines Gebäudes angebracht
ist;
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die 2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1 ist;
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die 3 eine
Schnittansicht in vergrößertem Maßstab gemäß der Linie
III-III von 1 ist;
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die 4 eine
schematische Darstellung analog zu jener von 1 in einem
Betriebsmodus ist;
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die 5 eine
Schnittansicht entlang der Linie V-V von 4 ist;
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die 6 eine
Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 4 ist;
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die 7 eine
Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 4 ist;
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die 8 eine
Ansicht analog zu jener von 4 in einem
anderen Betriebsmodus ist;
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die 9 eine
Schnittansicht entlang der Linie IX-IX von 8 ist;
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die 10 eine
Schnittansicht entlang der Linie X-X von 8 ist; und
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die 11 eine
Schnittansicht entlang der Linie XI-XI von 8 ist.
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Es
wird zunächst
auf die 1 bis 3 Bezug
genommen, die eine unabhängige
Wärmetauschereinheit 10 darstellen,
die dazu geeignet ist, im Inneren eines Gebäudes platziert zu werden, wobei sie
an einer Mauer M von letzterem angebracht ist.
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Diese
Einheit 10 stellt sich in Form eines Gehäuses 12 von
im Allgemeinen länglicher
Form dar, die beispielsweise ein Höhe H in der Größenordnung von
200 cm, eine Breite L in der Größenordnung
von 30 cm und eine Tiefe P in der Größenordnung von 15 cm aufweisen
kann.
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Im
Beispielsfalle erstreckt sich das Gehäuse 12 in eine allgemein
vertikale Richtung und es ist durch zwei Seitenwände 11 und 13,
eine vordere Seitenwand 15, eine hintere Seitenwand 17,
eine obere Wand 16 und eine untere Wand 18 (3)
begrenzt. Darüber
hinaus ist das Gehäuse
auf halber Höhe durch
eine Hüllwand 14 begrenzt,
die beiderseits der Seitenwände
vorspringt, um eine örtliche
Aufweitung zu bilden.
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Das
Gehäuse 12 wird
seitlich in seinem Mittenabschnitt entsprechend der Hüllwand 14,
durch eine Leitung 20 verlängert, die eine Hülle bildet,
und dazu dient die Mauer M zu durchqueren und nach außen EXT
des Gebäudes
(2 und 3) zu münden. Der Kanal 20,
der ein integraler Abschnitt des Gehäuses 12 ist, ist hierzu
in eine Öffnung 22 eingeführt, die
vorher in der Wand der Mauer M ausgebildet wurde.
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Die
Leitung 20 hat hier einen rechteckigen Querschnitt, der
durch die beiden Seiten von der Länge l gebildet ist, wobei l
größer ist
als L, und er ist durch eine Trennwand 24 in zwei Leitungen 26 und 28 aufgeteilt.
Die Leitung 26 dient dazu, in dem Gehäuse 12 einen Strom
frischer Luft AN (Außenluft) aufzunehmen,
der außerhalb
des Gebäudes
abgegriffen wird. Die Leitung 28 ist geeignet, nach außen einen
Strom von verbrauchter Luft AV (Innenluft) zu evakuieren, der in
dem Gehäuse 12 abgegriffen
wird, und aus dem Inneren des Gebäudes stammt.
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Im
Inneren des Gehäuses 12 ist
eine nachgiebige und dünne
Folie 30 gesetzt, die Falten 32 auf die Art und
Weise eines Vorhangs oder dergleichen bildet. Diese Falten haben
hier im Wesentlichen untereinander parallele Erzeugende, und erstrecken sich
in Längsrichtung des
Gehäuses.
Mit anderen Worten diese Erzeugenden verlaufen im Wesentlichen vertikal.
Die Folie 30 dient dazu eine Wärmeaustauschtrennwand zu bilden,
unter Begrenzen, auf der einen Seite eines Fluidkanals 34,
der mit der Leitung 26 für die Zirkulation des Stromes
von neuer Luft AN kommuniziert, und andererseits eines Kanals 36, der
mit der Leitung 28 für
die Zirkulation des Stromes an verbrauchter Luft AV in Verbindung
steht. Diese Kanäle 34 und 36 erlauben
eine Gegenstromzirkulation der beiden Luftströme, die einen primären Strom bzw.
einen sekundären
Strom bilden, um einen Wärmeaustausch
untereinander zu ermöglichen.
Die Folie 30 ist aus einem luftdichten Material gebildet,
das beispielsweise eine Gewebefolie, eine Nicht-Gewebefolie, ein
Film aus Kunststoffmaterial, ein Blatt Papier oder dergleichen sein
kann.
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Ein
derartiges Material bietet den Vorteil dass es besonders leicht
ist und dass es leicht aus dem Gehäuse entfernt werden kann, entweder
um gewaschen zu werden, beispielsweise in einer Maschine, wenn es
sich um ein Gewebe oder um ein Blatt aus Kunststoffmaterial, oder
um ganz einfach durch eine neue Folie bzw. ein neues Blatt ausgetauscht
zu werden. Darüber
hinaus, wie man später sehen
wird, können
aufgrund seiner Nachgiebigkeit, die Falten der Folie sich in Abhängigkeit
der Drücke des
Frischluftstromes AN bzw. des Stromes verbrauchter Luft AV verformen,
um zu ermöglichen, dass
eine gesteuerte Öffnung
oder Schließung
des einen oder anderen Fluidkanals 34 und 36 in
Abhängigkeit
vom gewünschten
Betriebsmodus sichergestellt wird.
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Das
Material aus dem das Blatt bzw. die Folie 30 gebildet ist
kann entweder wasserdampfdicht sein oder wasserdampfdurchlässig sein,
um einen Teil des Wasserdampfs, der in der ausgebrachten Luft ist,
wiederzugewinnen. Dies ist interessant, um einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad
im Inneren des Gebäudes
aufrechtzuerhalten.
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Die
Einheit 10 der Erfindung weist darüber hinaus Luftzirkulationseinrichtungen
auf, um eine Zirkulation der Ströme
AN und AV sicherzustellen. Im Inneren der Leitung 26 ist
ein Einführventilator 38 angebracht,
der als Funktion hat, den außen
abgegriffenen Strom von Frischluft AN in das Innere des Gebäudes einzuführen.
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Der
Strom AN dringt in das Gehäuse 12 und genauer
in den Kanal 34 ein. Er wird in einen oberen Strom ANS
und einen unteren Strom ANF (1 und 2)
aufgeteilt. Der obere Strom ist ein aufsteigender Strom und verlässt das
Gehäuse
durch wenigstens eine Öffnung 40,
die in dem oberen Abschnitt ausgebildet ist, während der Strom ANF ein abfallender
Strom ist und das Gehäuse
durch wenigstens eine Öffnung 42,
die im unteren Abschnitt vorgesehen ist, verlässt.
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Darüber hinaus
sind im Inneren des Gehäuses 12 zwei
Ventilatoren angeordnet, nämlich
ein Ventilator 44 im oberen Abschnitt und ein Ventilator 46 im
unteren Abschnitt (1). Der Ventilator 44 ist unterhalb
der oberen Wand 16 angeordnet, welche mit einer Öffnung 48 versehen
ist, die geeignet ist, verbrauchte Luft AV durchströmen zu lassen.
Darüber
hinaus ist der Ventilator 46 oberhalb der unteren Wand 18 platziert,
die mit einer Öffnung 50 versehen ist,
die geeignet ist, verbrauchte Luft AV durchströmen zu lassen.
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Wie
es weiter unten noch ersichtlich sein wird, kann der eine und/oder
der andere der Ventilatoren 44 bzw. 46 in Betrieb
gesetzt werden. Wenn der Ventilator 44 betrieben wird,
zirkuliert ein Strom verbrauchter Luft, oder ein oberer Strom AVS
auf herabfallende Weise und trifft auf die Leitung 28,
um nach dem Äußeren evakuiert
zu werden. Wenn der Ventilator 46 betrieben wird, wird
ein Strom verbrauchter Luft aus dem unteren Abschnitt des Gebäudes abgegriffen
und bildet einen aufsteigenden Strom oder einen unteren Strom AVF,
der das Gehäuse
durch die Leitung 28 verlässt, um nach Außen evakuiert
zu werden.
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So
wird in jedem Fall ein Wärmeaustausch durch
Zirkulation im Gegenstrom zwischen der neuen Luft, die außen am Gebäude abgegriffen
wird und der verbrauchten Luft, die im Inneren des Gebäudes abgegriffen
wird entweder im oberen Abschnitt oder im unteren Abschnitt oder
in beiden Abschnitten gleichzeitig verwirklicht.
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Die
Ventilatoren 38, 44 und 46 sind mit einer Steuertafel 52 verbunden,
die schematisch in 1 dargestellt ist, welche in
unmittelbarer Nähe
des Gehäuses 12 angeordnet
sein kann oder sogar in jenes integriert sein kann.
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Diese
Tafel ermöglicht,
die selektive Steuerung der drei Ventilatoren in Abhängigkeit
der gewünschten
Betriebsweisen sicherzustellen, entweder auf manuelle Weise oder
auf automatische Weise, unter Berücksichtigung gegebenenfalls
der Temperaturwerte im Inneren des und/oder außen am Gebäude.
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Es
wird nunmehr Bezug genommen auf die 4 und 5,
die den 1 und 2 entsprechen
und schematisch die Einheit 10 in einer Betriebsweise mit
Wärmeaustausch
zeigen. In dieser Betriebsweise sind die drei Ventilatoren 38, 44 und 46 im
Betrieb. Dies bedeutet, dass ein Strom von Frischluft AN, der außen abgegriffen
wird, in den Teil im oberen Abschnitt und im unteren Abschnitt durch die Öffnung 40 bzw. 42 des
Gehäuses
eingeführt wird.
Gleichermaßen,
aufgrund dessen, dass die Ventilatoren 44 und 46 betätigt werden,
wird ein Strom von verbrauchter Luft AV oben und unten durch die Öffnungen 48 und 50 abgegriffen
und nach dem Äußeren des
Gebäudes
durch die Leitung 28 evakuiert. Aufgrund der Tatsache,
dass die Ventilatoren sich im Betrieb befinden, sind die Fluidkanäle 34 und 36 beide
unter Druck und die Falten der Wellen der Folie 30 begrenzen
auf der einen und der anderen Seite offene Kanäle, die die entsprechende Zirkulation
der beiden Fluide (6 und 7) sicherstellen.
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Aufgrund
des so verwirklichten Wärmeaustausches
wird der Strom Frischluft AN, der in das Zimmer eingeführt wird,
je nachdem gekühlt
oder erwärmt,
durch Wärmetausch
mit dem Strom verbrauchter Luft AV, der in dem Gebäude abgegriffen wird
und nach außen
evakuiert wird.
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Es
wird nunmehr Bezug genommen auf die 8 und 9,
die den 4 und 5 entsprechen,
für eine
unterschiedliche Betriebsweise, ohne Rückgewinnung von Wärme.
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Im
Beispiel ist der Einführungsventilator 38 (zentraler
Ventilator) im Betrieb, der Ausbringventilator 44 ist ebenfalls
im Betrieb, jedoch ist der Ausbringventilator 46 abgeschaltet,
was eine Ungleichheit in der Betriebsweise mit sich bringt.
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Daraus
resultiert, wie man es aus den 10 und 11 ersehen
kann, dass die Falten der Folie 30 unterschiedliche Ausbildungen
annehmen, je nachdem, ob man sich oberhalb der Leitung 20 (siehe 10)
oder unterhalb dieser Leitung (siehe 11) befindet.
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In
der Position oberhalb der Leitung 20 sind die beiden Fluidkanäle 34 und 36 einem
Druck unterworfen, so dass die entsprechenden Kanäle geöffnet sind,
sowohl auf der Seite des Kanals 34 als auch auf der Seite
des Kanals 36, was einen schwachen Wärmeaustausch zwischen dem aufsteigenden
Frischluftstrom ANS und dem absteigenden Strom verbrauchter Luft
AVS sicherstellt, der im oberen Abschnitt abgegriffen wird.
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Im
Gegensatz dazu existiert unterhalb der Leitung 20, dadurch
dass der Ventilator 46 abgeschaltet ist, eine beträchtliche
Druckdifferenz zwischen den Fluidkanälen 34 und 36.
Aufgrund der Tatsache, dass der Kanal 34 von einem Luftstrom
unter Druck durchquert wird, während
der Kanal 36 nicht von einem Luftstrom unter Druck durchquert
wird, schließen
die Kanäle
des letzteren Kanals, was einen Wärmeaustausch verhindert. Daraus
resultiert, das praktisch keine verbrauchte Luft ausgehend von dem unteren
Abschnitt des Gehäuses
abgegriffen wird.
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Selbstverständlich ist
es möglich
vorzusehen, den Ventilator 44 im oberen Abschnitt abzuschalten
und den Ventilator 46, der sich im unteren Abschnitt befindet
in Bewegung zu setzen.
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Es
ist ebenfalls möglich,
die Ventilatoren 44 und 46 auf abwechselnde Weise
in Betrieb zu setzen, unter Beibehalten des Ventilators 38 im
Betrieb, und dieses in Abhängigkeit
der Betriebsweise, die vom Bediener gewünscht wird.
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Ebenfalls
kann diese Funktionsweise durch eine automatische Steuerung erreicht
werden, beispielsweise mit Hilfe eines Thermostats.
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Auch
ist einleuchtend, dass, wenn die Ventilatoren 44 und 46 beide
im Betrieb sind, es einen Luftaustausch mit Wärmerückgewinnung gibt. Demgegenüber findet,
wenn ein einziger der beiden im Betrieb ist, ein Luftaustausch ohne
Wärmerückgewinnung
statt.
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Wenn
alle Ventilatoren im Betrieb sind, sind die Kanäle, die beiderseits der Folie
begrenzt sind, über
ihre gesamte Länge
offen und die Luft zirkuliert normal an den beiden Seite der Folie
bzw. des Blattes mit Wärmeaustausch.
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Wenn
ein einziger der Ausbringventilatoren im Betrieb ist, ergibt sich
eine Ungleichheit. Nur die Kanäle
unter Druck sind offen, während
die anderen abgeflacht sind und praktisch geschlossen sind. Der offene
Kanal verfügt über einen
größeren Querschnitt (praktisch
den doppelten Querschnitt) und kann somit mehr fördern. Darüber hinaus gibt es dort wo
kein Doppelstrom ist, keinen Wärmeaustausch.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt,
die beispielhaft angegeben ist und erstreckt sich auf andere Varianten.
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So
versteht man, dass das Gehäuse
in einer Position im Wesentlichen horizontal angeord net sein könnte, mit
seinen Ventilatoren 44 und 46, die auf derselben
Höhe angeordnet
sind.
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Ebenfalls
könnte
vorgesehen sein, das Gehäuse
in zwei Abschnitten auszubilden, von denen jeder einen Wärmetauscher
bildet, mit einer nachgiebigen Folie und einem der Ausbringventilatoren.
In diesem Fall kann jeder Wärmetauscher
sein eigenes Gehäuse
und seinen eigenen Einführventilator
und seinen eigenen Ausbringventilator aufweisen.