AT513405A1 - Kombientfeuchter & Lüfter-Luftheizer - Google Patents

Abstract

Um den Energieverbrauch zu senken wird ein Kompaktgerät für effizientes Entfeuchten und Lüften vorgeschlagen, wobei in der ersten Betriebsart mittels Außenluft, deren absolute Feuchte geringer ist als die absolute Innenluftfeuchte, entfeuchtet wird. Dabei werden Luftwiderstände des Kältekreises (1) mittels Klappe (6) umgangen. Es erfolgt eine Mindestlüftung auch bei hoher Außenluftfeuchte.In der zweiten Betriebsart wird mittels Kältekreis (1) im Umluftbetrieb entfeuchtet und die Außenluftzufuhr mit Klappe (5) geschlossen.Weiters kann ein externer Split-Verdampfer (16) mit regelbarem Gebläse vorgesehen sein und ermöglicht weitere Betriebsarten.In der dritten Betriebsart wird im Winter mit Hilfe des Kältekreises (1) die zum Entfeuchten und Lüften verwendete Außenluft vorgewärmt, wobei aus der Fortluft Wärme rückgewonnen wird mit dem Split-Verdampfer (16).In der vierten Betriebsart arbeitet der Kältekreis (1) mit dem Split-Verdampfer (16) bei geöffneter Außenluftklappe (18) als eine Wärmepumpe und es erfolgt eine Raumheizung im Umluftbetrieb, wobei auch eine Mindestlüftung erfolgt.

Description

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Kombientfeuchter & Lüfter - Luftheizer 1.0 Problemstellung, vorhandene Lösungen: 1.1 Zu hohe Luftfeuchtigkeit in Wohn - Lager - und Keilerräumen führt zu Durchfeuchtung, Pilz und Schimmelbildung an Lagergütern sowie der Bausubstanz, und damit zu Wertminderung bis hin zur Unbrauchbarkeit. Auch die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden werden negativ beeinflusst. 1 2 Diese Probleme werden häufig durch zu wenig oder falsches Lüften verursacht bzw. verstärkt. Dauerlüften wiederum bewirkt meist hohe Betriebskosten und Auskühlung. 1.3 Abhilfe schaffen häufig Umluft - Entfeuchtungsgeräte nach dem Kondensationsprinzip. Die Raumluft wird dabei im Verdampfer eines Wärmepumpenkreises bis unter den Taupunkt abgekühlt und verliert dadurch Wasser. Die entzogene Wärme + Motorwärme wird im Kondensator der abgekühlten Raumluft beigefügt. 1.4 Diese Geräte haben aber einen hohen Energieverbrauch, bewirken keinen Luftaustausch, und schlecht gewartete Filter wirken sich oft negativ auf die Raumhygiene aus. 1.5 Es besteht die Möglichkeit, einen Großteil dieser Probleme durch richtiges Lüften zu vermeiden, d.h. Raumfeuchte und Luftqualität in zulässigen Grenzen zu halten. 1.6 Ein Trocknungseffekt erfolgt dabei immer dann, wenn nur gelüftet wird, wenn der absolute Wasserdampfgehalt (g/m3) oder der Taupunkt (°C) der Außenluft niedriger als in der Raumluft ist. In der übrigen Zeit müssen die Räume sowohl bauseitig als auch anlagenseitig gegenüber der Außenluft dicht gehalten werden. 1.7 In den letzten Jahren wurden hierzu spezielle Regler entwickelt, mit denen Geräte wie Ventilatoren, Klappen, Kühl - und Heizgeräte angesteuert werden können.

Patentinhaber: Dr.-Ing. Arnold Gerd EP1 102 014A2 ELV - Elektronik AG, D 26787 Leer www.elv.at Drytec Solar, D 81241 München www.drytec.org Pflüger Bautechnik, D 85080 Gaimersheim www.robertpflueger.com 1.8 Auf Grund des hohen Regel - und Geräteaufwandes, und damit verbunden auch hoher Investitions-Kosten, blieb diese Problemlösung vor allem im Kleingebäude - und Wohnungsbereich bisher weitgehend unbekannt. 1.9 Ziel der Entwicklung war es daher, ein Kompaktgerät mit Steuerung und Regelung zu schaffen, dass alle Anforderungen für gutes Raumklima, effizientes Entfeuchten, Lüften mit Wärmerückgewinnung, Luftqualitätsverbesserung und wahlweise auch energiesparendes Luftheizen erfüllt, d.h: - Entfeuchten durch Außenluft soweit dies möglich ist, - Einsatz eines automatischen Entfeuchters nur bei max. - Grenzwertüberschreitung, - Mindestlüftung im bestmöglichen Zeitfenster. - Wahlweise Nutzung des Kältekreises für Wärmerückgewinnung im Lüftungsbetrieb, sowie für die Raumheizung als Luft-Luft-Wärmepumpe.

Das Gerät kann auch effizient für den nachträglichen Einbau im Sanierungsbereich genutzt werden. 1/9

-3- • · · · ···· ·· · · · • · · · · · ··· · • ···#··· • ·« ·· · · · · 2.0 Bauteilebeschreibung für BI.1 - 4: AUL = Außenluft, UML = Umluft (Raumluft), ZUL = Zuluft, FOL = Fortluft 1) Kältekreis mit Verdichter, Kondensator, Expansionsventil, Verdampfer 2) Wasserbehälter, mit Schlauchanschluss oder Hebepumpe für Dauerbetrieb. 3) Drehzahlgeregelter Hochleistungsradialventilator mit A-Klasse Motor 4) Luftfilter, Filterklasse nach Anforderung 5) AUL/UML - Schieber od. Klappe mit Stellmotor 7) 6) ZUL/Kältekreis - Schieber od. Klappe mit Stellmotor 7) 8) Schaltkasten mit Regler und Sicherheitseinrichtungen 9) Temperatur / Feuchtefühler als Raum - und Oberflächensensor 10) Wetterstation für die Außenwerte 11) Luft- Qualitätsfühler 12) ZUL - Austritt am Gerät oder extern 13) AUL-Ansaugung mit Varianten 14) Externe FOL - Klappe, selbsttätig oder automatisch

15) Umschaltventil im Kältekreis für Wärmerückgewinnung aus der FOL 16) Split - Verdampfer mit regelbarem A-Klasse-Gebläse und Filter 17) FOL - Klappe mit Stellmotor 18) AUL - Klappe mit Stellmotor 3.0 Funktion: 3.1 Betriebsart 1: Entfeuchten mit AUL - BI.1 3.1.1 Regler 8: Außenfühler 10) und Innenfühler 9) ermitteln je aus gemessener Temperatur und relativer Feuchte die absolute Feuchte in g/m3. Ist die abs. Feuchte der AUL um eine einstellbare Differenz (z.B. 1g/m3) niedriger als die abs. Feuchte der Innenluft, wird der Lüfter 3) eingeschalten, Schieber 5) auf AUL - Betrieb und Schieber 6) auf ZUL - Betrieb gestellt, und die FOL - Klappe 14) geöffnet. (BI.1) 3.1.2 Die Luftwiderstände des Kältekreises werden dabei umgangen, um Ventilatorleistung einzusparen, aber auch um bei Bedarf die Luftmenge zu erhöhen. Der ZUL- Austritt kann direkt am Gerät oder über ein Verteilsystem erfolgen. 3.1.3 Bei Unterschreitung einer Min - Feuchtedifferenz schaltet die Anlage ab. - Es ist dann auf Dichtheit der Räume und der Anlage gegenüber der AUL zu achten. 3.1.4 Ein Intervallbetrieb ist günstiger als Dauerbetrieb, da er in der kalten Jahreszeit Auskühlung reduziert und die Betriebskosten senkt. Auf einer Schaltuhr können die Intervalle individuell eingestellt werden. Z.B. 15min Laufzeit und 30min Pausezeit. 3.1.5 Bei Unterschreitung einer einstellbaren Min- Raumtemperatur schaltet die Anlage ab, Z.B. 10°C in Kellerräumen. Damit diese Min- Temperatur möglichst nicht erreicht wird, kann über einen „Winter- Schaltuhrbetrieb“ die kalte Nachtzeit gesperrt werden, da im Winter die absolute AUL- Feuchte auch tagsüber fast immer unter der abs. Raumluftfeuchte liegt. 3.1.6 Ebenso kann die Anlage bei Unterschreitung einer einstellbaren Min- Außentemperatur, z.B. -10°C abgeschaltet werden. 3.1.7 Bei Unterschreitung einer einstellbaren Min- rel. Raumfeuchte, z.B. 40%, arbeitet das Gerät im Mindestlüftungs- Modus weiter. 3.1.8 Ist infolge einer Schwüleperiode im Sommer auf Grund der hohen Außenfeuchte eine Mindestlüftung nicht gegeben, so sorgt die Regelung selbstlernend und optimierend für eine Mindestlüftung in der bestmöglichen Zeit, indem sie aus dem Feuchteverlauf der vergangenen Tage und dem Feuchteverlauf des aktuellen Tages den optimalen Zeitpunkt errechnet. Die Dauer dieser Mindestlüftung wird durch den Luft- Qualitätsfühler 11) optimiert. - Kontrolle des C02- Gehaltes der Raumluft. 2/9 ' Y - • · ^ ·· ···· ·· · #··· · · · · ·· «········· • «*······ • · · II · · · · ····*····· 3.2 Betriebsart 2: Entfeuchten mit Kältekreis - BI.2 3.2.1 Steigt infolge einer solchen Schwüleperiode die relative Raumfeuchte über einen einstellbaren Maximalwert an, z.B. 70%, so wird die Raumluftentfeuchtung mittels Kältekreis im Umluftbetrieb in Gang gesetzt. Schieber 5) AUL- Zu, Schieber 6) ZUL- Zu, Kältekreis Auf. 3.2.2 Funktion des Kältekreises wie bei normalen Haushalts- Entfeuchtern. Kondensatableitung in Behälter 2) mit händischer Entleerung, oder über Schlauchanschluß oder eigene Hebepumpe. 3.2.3 Fällt bei dieser Betriebsart allerdings die absolute AUL- Feuchte unter die Raumfeuchte, so schaltet das Gerät wieder auf 3.1 Entfeuchten mit AUL! Vorrang für Umweltenergiel 3.3 Betriebsart 3: AUL- Betrieb (Lüften) mit Wärmerückgewinnung - Bl.3 3.3.1 Lüftung mit Wärmerückgewinnung aus der FOL verhindert die Raumauskühlung im Winter, der Trocknungseffekt steigt, ebenso die Energieeffizienz. 3.3.2 Wenn die AUL- Temperatur die am Regler einstellbare Min-Temperatur von z.B. 15°C unterschreitet, wird die Wärmerückgewinnung wie folgt zugeschaltet: 3.3.3 Motorklappe 17) FOL ist Auf, Motorklappe 18) AUL ist Zu, der drehzahlgeregelte Ventilator 16) läuft. 3.3.4 Der Kältekreis geht in Betrieb und wird durch das Umschaltventil 15) auf den externen Split-Verdampfer 16) geschalten. Die der FOL entzogenen Wärme wird dem Kondensator in der ZUL zugeführt. 3.4 Betriebsart 4: Mindestlüftung und Raumheizung - BI.4 3.4.1 Es wird hier eine Mindest -Raumlüftung wie unter Pt. 3.1.8 beschrieben weitergeführt. In der übrigen Zeit arbeitet das Gerät als Raumtemperatur- geregelte Luft-Luft-Wärmepumpe mit der Wärmequelle AUL im UML-Betrieb. 3.4.2 Motorklappe 17) FOL ist Zu, Motorklappe 18) AUL ist Auf.

Zur Steigerung der Raumluftqualität kann das Gerät auch permanent mit Mischluft, also einen ständigen AUL- Anteil, betrieben werden. Hierbei werden die Klappen 5) 17) und 18) je auf eine Zwischenstellung gesteuert. Z.B. AUL- Anteil 25%! 3.4.3 Der drehzahlgeregelte Ventilator 16) läuft, der Kältekreis geht in Betrieb und wird durch das Umschaltventil 15) auf den externen Split - Verdampfer 16) geschalten, und die dadurch entzogenen Wärme dem Kondensator in der ZUL zugeführt. Bei Verdampfervereisung erfolgt die Abtauung durch eine Heißgasautomatik im Kältekreis. 3.4.4 Die Leistungsziffern liegen je nach Außentemperatur zwischen 2 bei -10°C bis 5 bei 20°C. 3/9

Claims (1)

1. -s- ·· »· ·· ···· ·· · • · « · ···· · ♦ ···· · · #·:>♦ α - · · · · · · Techn?9elie»Öeschreibung*··* für Kombientfeuchter & Lüfter - Lüftheizer 4.0 Patentansprüche: 4.1 Steuer - und Regelgerät für die effiziente Nutzung des Kombi - Kompaktgerätes. Selbstlernende Regelung zur Ermittlung der optimalen Lüftungszeit z.B. in Schwüle-Perioden ohne Trocknungseffekt durch die AUL, wobei der Luftdurchsatz durch den Luftqualitätssensor 11) optimiert wird. Zusätzliche selbstlernende und individuelle Einstellmöglichkeiten folgender Parameter, die den Trocknungseffekt durch Luftwechsel mit trockenerer AUL erhöhen: * Ein - und Ausschalt - Feuchtedifferenz, ‘Mögliche Ab - und Zuschaltungen bei Erreichung von Grenz - und Sollwerten für Temperatur, Feuchte und Luftqualität, * Optimierter, dem Klima angepasster Lüftungs - Zeitbetrieb, der z.B. zu rasche Raumabkühlung verhindert. 4.2 Kompaktgerät für effizientes Entfeuchten, Lüften, Verbesserung der Luftqualität und des Raumklimas und wahlweise auch für eine energiesparende WP - Luftheizung, mit wesentlichen Betriebs- und Investitionskosteneinsparungen. Die Einsparungen ergeben sich aus der Zusammenlegung von sonst getrennten Bauteilen, sowie aus der Umgehung interner Luftwiderstände: * Ein effizienter Ventilator ersetzt 2 normale Ventilatoren: Einen für den Entfeuchter und einen für die Raumlüftung * Ein hochwertiger Filter mit Filterklasse nach Wahl ersetzt 2 handelsübliche Grobfilter für Raumlüftung und Entfeuchter, * Die erhebliche Reduktion der Luftwiderstände ergibt sich durch einfache Umgehung von Verdampfer - und Kondensator im AUL- Betrieb. - Diese internen Gerätewiderstände für Erhitzer, Kühler und Wärmetauscher, sind in normalen Lüftungs- Zentralgeräten und Wohnraumlüftungen unumgänglich. - Ausnahme ist der Sommerbypass für die ABL bei Wärmerückgewinnungen. 4.3 Mehrfachnutzung des Kältekreises für a) Entfeuchtung b) Wärmerückgewinnung aus der FOL c) Luft-Luft-Wärmepumpe mit Wärmequelle AUL Dies erfolgt auf einfache Weise durch die Split - Verdampferanlage 16) und den Motorklappen 17) und 18). 4/9» — £> -»