DE4309979C2 - Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft, insbesondere Raumluft, mittels dem Wurzelwerk bestimmter Pflanzen und/oder dort angesiedelter Mikroorganismen, mit mindestens einem, vorzugsweise elektrisch angetriebenen Lüfter und mit einem nach oben offenen und mit einer geeigneten Füllung versehenen Pflanzenbehälter, wobei die zu reinigende und zu befeuchtende Luft an geeigneter Stelle außerhalb des Pflanzenbehälters angesaugt und an das Behälterinnere abgegeben wird.

Es ist allseits bekannt, daß die Umgebungsluft mit Schadstoffen belastet ist. Dies betrifft nicht nur die Außenluft, sondern vor allem auch die Innenraumluft, da immer mehr gesundheitsschädigende Luftverunreinigungen durch chemische Substanzen, beispielsweise aus Möbeln oder Baustoffen von der Innenraumluft aufgenommen werden.

Es ist weiterhin bekannt, daß das Wurzelwerk von einigen bestimmten Pflanzen und dort befindliche Mikroorganismen in der Lage sind, Schadstoffe aufzunehmen, welche in Luft oder auch in Wasser vorhanden sind, sobald das Wurzelwerk dieser Pflanzen mit der Luft bzw. dem Wasser in Verbindung gebracht wird.

Aus der US-PS 4,959,084 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Schadstoffen aus verschmutzter Luft oder aus Abwasser bekannt, bei dem bzw. bei der Abgase und Abwasser über ein Leitungssystem mittels Pumpen einem "Bioaquatischen Filtersystem" zur Reinigung zugeführt werden. Die gereinigte Flüssigkeit wird dann weiter verwendet, um weitere in den Abgasen vorhandene Schadstoffe aufzunehmen und erneut im Filtersystem gereinigt. Hierbei handelt es sich also um ein aufwendiges System mit einem geschlossenen Reinigungskreislauf.

Eine biologische Abgasreinigungsanlage ist auch in den eingetragenen Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters G 90 10 082 beschrieben. Bei dieser Anlage wird das zu reinigende Gas, insbesondere die zu reinigende Abluft, durch ein Festbett aus Mikroorganismen enthaltendem Nährbodenmaterial bei einer bestimmten Luftfeuchte geleitet wobei das Festbett eine Mischung aus Nährbodenmaterial und Porenbetongranulat mit Korngrößen zwischen 2 und 25 mm enthält. Diese Mischung dient im wesentlichen zu einer mechanischen Stabilisierung des Festbettes und damit der Konstanthaltung des Strömungswiderstandes. Zum Befeuchten der Luft ist ein separater Luftbefeuchter vorgesehen, in welchem die Abluft auf eine vorbestimmte Feuchtigkeit gebracht wird. Diese bekannte Anlage weist ein Festbett auf, welches insbesondere durch Rasen begrünt ist. Dies mag für großtechnische Anlagen realisierbar sein, kann seinen Zweck aufgrund der geringen Wurzeltiefe bei Reinigungsanlagen zum Reinigen und Befeuchten von Raumluft jedoch nicht erfüllen. Die beschriebene Anlage ist insbesondere aufgrund des notwendigen zusätzlichen Luftbefeuchters mit erhöhtem technischen und konstruktiven Aufwand verbunden.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft bekannt, von der die Erfindung ausgeht, bei der ein in einem Pflanzenbehälter angeordneter Lüfter Raumluft durch die aus Tongranulat und einem Filtersubstrat bestehende Behälterfüllung und das im Behälter vorhandene Wasser hindurchsaugt und als gereinigte Luft am Boden des Behälters wieder aus dem Behälter ausströmen läßt, wie aus dem Firmenprospekt "BIO AIR CLEAN FILTER" der Gesellschaft für Wasser- und Luftaufbereitung mbH, Köln hervorgeht. Die bekannte Vorrichtung des BIO AIR CLEAN FILTERS verwendet ausschließlich Hydrokultur-Behälter. Bei der Hydrokultur sind die Pflanzgefäße nicht mit Blumenerde, sondern mit unregelmäßig geformten bräunlichen Kugeln - dem Blähton - gefüllt. Blähton ist die Ausgangsbezeichnung für jenes strukturstabile, faulungsfeste und leichte Hydrokultur-Substrat, das nun schon etwa seit Mitte der 60er Jahre unangefochten den Markt beherrscht. "Lecaton" (eingetragenes Warenzeichen der Icopal Baustoffe GmbH) ist das den Blähton beschreibende Kürzel englischer Prägung, wobei die ersten vier Buchstaben "L-e-c-a" nichts anderes bedeuten als "Light expanded clay aggregate", also auf einen "leicht ausgedehnten" Ton hinweisen. Blähton besitzt die für ihn so typische Eigenschaft, daß er bei entsprechend hohen Temperaturen "aufgeht" wie mit Backpulver vermischter Kuchenteig. In dem zunächst noch schweren Tonkügelchen bilden sich zahllose Luftblasen, die dem Blähton seine für die Hydrokulturzwecke erwünschte Teil-Kapillarität verleihen. Bei der Herstellung von Blähton bewirken Hitze und der eigene Gehalt an Karbonat (kohlensaures Salz) jene für Luft- und Wasserführung im Wurzelbereich der Hydropflanzen einmalige Struktur: Im Inneren befinden sich teils offene, teils geschlossene Poren, welche von einer nur bedingt durchlässigen Außenhaut umgeben sind.

Von der Hydrokultur her ist es bekannt, welche entscheidende Rolle der Blähton für die unerläßliche Sauerstoffversorgung der Pflanzenwurzeln spielt. Sie beruht auf einer Art von Doppelgesichtigkeit seiner physikalischen Eigenschaften. Einerseits enthält er als wesentlichen Bestandteil das wasserabweisende Silicium-Dioxid (SiO₂), während die dem Wasser zugänglichen Poren das Wasser natürlich aufnehmen und im Verdunsten auch freiwillig wieder abgeben. Auf diese Weise entsteht eine Mischungsfähigkeit von Luft und Wasser, wie die Pflanzenwurzeln sie zu ihrer Gesunderhaltung brauchen.

Jedoch kann der Blähton als Kultursubstrat nur dann funktionieren, wenn er weder zu trocken steht, noch zu hoch mit Wasser aufgefüllt ist. Ideal ist ein gleichbleibend niedriger Wasserstand auf dem Boden der Hydrokultur-Gefäße.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft (BIO AIR CLEAN FILTER) ist, daß die gereinigte Luft stets nicht nur den Blähton und das Filtersubstrat, sondern auch noch das am Behälterboden befindliche Wasser durchströmen muß. Auf diese Weise wird die gereinigte Luft vor ihrem Austritt aus dem Pflanzenbehälter zwar befeuchtet, dies jedoch in einem Umfang, der häufig eine viel zu hohe Luftfeuchtigkeit in den die Vorrichtung enthaltenden Räumen bewirkt, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl einzelner Pflanzen erwünscht sind.

Eine weitere bekannte Vorrichtung zur Reinigung von Luft ist in der DE 31 03 073 A1 beschrieben. Diese Vorrichtung, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, sieht vor, die angesaugte Luft zunächst durch einen Chemiesorptionsfilter zu reinigen und anschließend einem Pflanzenbehälter zuzuführen, um im Filter die Schadstoffe der Luft zu entfernen und im Pflanzenbehälter CO in CO₂ umzuwandeln. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es nachteilig, daß neben dem eigentlichen Pflanzenbehälter und -lüfter noch ein separater Filter notwendig ist. Neben dem erhöhten konstruktiven Aufwand führt der Einsatz des Filters nur zum Abscheiden bestimmter Schadstoffe, außerdem muß das Filtermaterial von Zeit zu Zeit gereinigt oder sogar ausgetauscht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft so auszugestalten und weiterzubilden, daß ohne die Verwendung eines separaten Filters eine ausreichende Reinigung und Befeuchtung der Luft stattfindet, ohne daß die Luftfeuchtigkeit der austretenden Luft eine bestimmte Obergrenze überschreitet. Weiterhin soll ein konstruktiv einfacher Aufbau erreicht werden, um die Wartung der Vorrichtung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pflanzenbehälter in einem Gehäuse angeordnet ist, daß im unteren Innenbereich des Pflanzenbehälters ein Luftverteilelement zum Verteilen der vom Lüfter angesaugten Luft vorgesehen ist, daß das Gehäuse eine aus dem Gehäuse herausnehmbare Arbeitseinheit aufweist und daß auf der Arbeitseinheit der Lüfter, eine elektronische Steuerung für einen vorwählbaren Tag/Nacht-Rhythmus und einen Wasserstandsanzeiger sowie ein Bedienelement angeordnet sind. Reparatur- und Wartungsarbeiten lassen sich also ohne großen Aufwand durchführen, insbesondere muß weder die Pflanze noch die Füllung des Pflanzenbehälters entfernt werden. Auch sind die Formen und Materialien von Gehäuse und Pflanzenbehälter beliebig wählbar.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß nicht nur Hydrokulturpflanzen zur Luftreinigung eingesetzt werden können, sondern auch gewöhnliche "Erdreich-Pflanzen". Diese Pflanzen werden mit ihrem Erdreich-Ballen in den Pflanzenbehälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesetzt, wobei als Füllung vorzugsweise in dessen Bodenbereich bis zur Oberkante des Luftverteilelements ein grobkörniges, poröses Material und darüber zur Aufnahme des Pflanzenballens eine Mischung aus Aktivkohle, Lavastein und wasserspeicherndem Tongranulat vorgesehen sind.

Des weiteren wird - je nach Größe, Verlauf und Anordnung des Luftverteilelements im Behälterinneren - eine Einstellung der austretenden gereinigten Luft auf einen beliebigen vorgebbaren Wert erreicht.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Lüfter regelbar ist und die elektronische Steuerung die Lüfterleistung für beliebig wählbare Zeitintervalle absenkt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Leistung des Lüfters über ein am Bedienelement der Arbeitseinheit angeordnetes Potentiometer auch noch manuell regelbar ist. Auf diese Weise kann einerseits eine ständig wiederkehrende Absenkung der Lüfterleistung in den Nachtstunden fest eingestellt werden und andererseits die Lüfterleistung auch manuell reduziert werden, z. B. um die Lautstärke des Lüfters zu reduzieren. Es ist bekannt, daß die die Luft reinigenden Mikroorganismen im Wurzelwerk der Pflanzen sich nach den Ruhezeiten der Pflanze richten. So ist beispielsweise bei einer Unterbrechung der Photosynthese - nachts oder durch künstliche Dunkelheit - die Aktivität der Mikroorganismen sehr stark eingeschränkt. Die erfindungsgemäße Schaltung kann also daher die Lüfterleistung z. B. nachts auf einen geringeren Wert absenken, um sich Ruhezeiten der Pflanzen anzupassen und gleichzeitig den Strombedarf und die Geräuschentwicklung zu reduzieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Arbeitseinheit einen in den Pflanzenbehälter hineinragenden Sensor zur Messung der Erdfeuchtigkeit im Pflanzenbehälter auf. Dabei "meldet" der Sensor zuviel oder zuwenig Feuchtigkeit im Pflanzenbehälter an die elektronische Steuerung und es erfolgt eine entsprechende Anzeige am Bedienelement. Weiterhin ist es möglich, daß die Arbeitseinheit einen weiteren Sensor zur Messung der Luftfeuchtigkeit außerhalb des Pflanzenbehälters aufweist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Pflanzenbehälter einen Wassertank aufweist und wenn Mittel vorgesehen sind, dem Behälterinneren Wasser zuzuführen, um so eine gewünschte Feuchtigkeit der Füllung im Behälter und/oder der Luft außerhalb des Behälters zu erreichen. Dabei kann dem Behälterinneren Wasser in unterschiedlicher Behälterhöhe zugeführt werden, je nachdem, ob nur die angesaugte oder aber auch die durchströmende Luft mit Wasser angereichert werden sollen. Auch dies ist über die elektronische Steuerung regelbar.

Eine besonders hohe Bedienungsfreundlichkeit wird dadurch erreicht, daß die Arbeitseinheit eine mit dem Wasserstandsanzeiger verbundene akustische und/oder optische Warneinrichtung enthält.

Dabei kann die akustische Warneinrichtung als in der Arbeitseinheit angeordnete Hupe und die optische Warneinrichtung als eine auf dem Bedienelement angeordnete Leuchtdiode ausgebildet sein. Des weiteren ist es sinnvoll, wenn eine Betriebsanzeige vorgesehen ist, die den Betrieb der Vorrichtung mittels einer auf dem Bedienelement angeordneten weiteren Leuchtdiode anzeigt.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist als Füllung für den Pflanzenbehälter in dessen Bodenbereich bis zur Oberkante des Luftverteilelementes ein grobkörniges, poröses Material und darüber zur Aufnahme des Pflanzenballens eine Mischung aus Aktivkohle, Lavastein und wasserspeicherndem Tongranulat vorgesehen.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in deren modularen Aufbau: Bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten an der Arbeitseinheit läßt sich diese problemlos aus dem Gehäuse entfernen, ohne daß die Pflanze oder gar die Füllung aus dem Pflanzenbehälter herausgenommen werden müßte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der Linie II-II aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht dargestellt. In einem Gehäuse 1 ist zunächst ein Pflanzenbehälter 2 angeordnet, wobei im unteren Innenbereich des Pflanzenbehälters 2 ein Luftverteilelement 3 zum Verteilen der vom Lüfter L angesaugten Luft vorgesehen ist. Das Luftverteilelement 3 weist dazu eine Mehrzahl von Öffnungen 4 auf.

Ferner weist das Gehäuse 1 eine aus dem Gehäuse 1 herausnehmbare Arbeitseinheit 5 auf, wobei auf der Arbeitseinheit 5 der Lüfter L, eine elektronische Steuerung für einen vorwählbaren Tag/Nacht-Rhythmus und einen Wasserstandsanzeiger sowie ein Bedienelement 6 angeordnet ist. Das Bedienelement 6 weist ein Potentiometer 7 auf, mit dem die Lüfterleistung manuell regelbar ist. Die elektronische Steuerung ist vorzugsweise auf einer Platine 8 angeordnet und kann die Lüfterleistung für beliebig wählbare Zeitintervalle absenken. Hierbei hat sich ein Tag/Nacht-Rhythmus von 14 Tag- und 10 Nacht-Stunden als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Des weiteren weist die Arbeitseinheit 5 einen in den Pflanzenbehälter 2 hineinragenden Sensor 9 zur Messung der Erdfeuchtigkeit im Pflanzenbehälter 2 auf. Zweckmäßigerweise ist dieser Sensor 9 nicht unmittelbar in der Füllung des Pflanzenbehälters, sondern in einem Tauchkanal 10 angeordnet.

Lediglich angedeutet ist, daß der Pflanzenbehälter 2 einen Wassertank T aufweisen kann und daß Mittel vorgesehen sein können, dem Behälterinneren Wasser zuzuführen, um so eine gewünschte Feuchtigkeit der Füllung im Pflanzenbehälter 2 und/oder der Luft außerhalb des Pflanzenbehälters 2 zu gewährleisten.

Zweckmäßigerweise ist der Wasserstandsanzeiger mit einer akustischen und/oder optischen Warneinrichtung versehen. Dabei kann die optische Warneinrichtung als eine auf dem Bedienelement 6 angeordnete Leuchtdiode 11 ausgeführt sein. Weiterhin ist eine Betriebsanzeige vorgesehen, die den Betrieb der Vorrichtung mittels einer auf dem Bedienelement angeordneten weiteren Leuchtdiode 12 anzeigt. Dabei funktioniert die elektronische Schaltung so, daß das optische und/oder akustische Signal blinkt bzw. hupt, wenn zu wenig Wasser im Wasserbehälter ist - wird dagegen zuviel Wasser zugeführt, führt dies zu einem Dauerleuchten bzw. Dauerhupen der Warneinrichtung/en. Zum Entfernen des überschüssigen Wassers ist im Pflanzenbehälter 2 ein Pumprohr 13 vorgesehen, durch den mittels einer Handpumpe das überschüssige Wasser aus dem Pflanzenbehälter 2 entfernt werden kann.

Schließlich ist erkennbar, daß an der Arbeitseinheit 5 eine künstliche Lichtquelle 14 vorgesehen sein kann, welche einerseits über die elektronische Steuerung in einem vorwählbaren Tag/Nacht-Rhythmus eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird und andererseits höhenverstellbar ausgeführt ist, um sich der Höhe der Pflanzen optimal anpassen zu können.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Reinigen und Befeuchten von Luft, insbesondere Raumluft, mittels dem Wurzelwerk bestimmter Pflanzen und/oder dort angesiedelter Mikroorganismen, mit mindestens einem, vorzugsweise elektrisch angetriebenen Lüfter und mit einem nach oben offenen und mit einer geeigneten Füllung versehenen Pflanzenbehälter, wobei die zu reinigende und zu befeuchtende Luft an geeigneter Stelle außerhalb des Pflanzenbehälters angesaugt und an das Behälterinnere abgegeben wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - der Pflanzenbehälter (2) ist in einem Gehäuse (1) angeordnet,
• - im unteren Innenbereich des Pflanzenbehälters (2) ist ein Luftverteilelement (3) zum Verteilen der vom Lüfter (L) angesaugten Luft vorgesehen,
• - das Gehäuse (1) weist eine aus dem Gehäuse (1) herausnehmbare Arbeitseinheit (5) auf und
• - auf der Arbeitseinheit (5) sind der Lüfter (L), eine elektronische Steuerung für einen vorwählbaren Tag/Nacht-Rhythmus und einen Wasserstandsanzeiger sowie ein Bedienelement (6) angeordnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (L) regelbar ist und die elektronische Steuerung die Lüfterleistung für beliebig wählbare Zeitintervalle absenkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Lüfters (L) über ein am Bedienelement (6) der Arbeitseinheit (5) angeordnetes Potentiometer (7) manuell regelbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit (5) einen in den Pflanzenbehälter (2) hineinragenden Sensor (9) zur Messung der Erdfeuchtigkeit im Pflanzenbehälter (2) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit einen Sensor zur Messung der Luftfeuchtigkeit außerhalb des Pflanzenbehälters aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzenbehälter (2) einen Wassertank (T) aufweist und daß Mittel vorgesehen sind, dem Behälterinneren Wasser zuzuführen, um so eine gewünschte Feuchtigkeit der Füllung im Pflanzenbehälter (2) und/oder der Luft außerhalb des Pflanzenbehälters (2) zu erreichen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit (5) eine mit dem Wasserstandsanzeiger verbundene akustische Warneinrichtung enthält.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit (5) eine mit dem Wasserstandsanzeiger verbundene optische Warneinrichtung enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als optische Warneinrichtung eine auf dem Bedienelement (6) angeordnete Leuchtdiode (11) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsanzeige vorgesehen ist, die den Betrieb der Vorrichtung mittels einer auf dem Bedienelement angeordneten Leuchtdiode (12) anzeigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllung für den Pflanzenbehälter (2) in dessen Bodenbereich bis zur Oberkante des Luftverteilelementes (3) grobkörniges, poröses Material und darüber zur Aufnahme des Pflanzenballens eine Mischung aus Aktivkohle, Lavastein und wasserspeicherndem Tongranulat vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß an der Arbeitseinheit (5) eine künstliche Lichtquelle (14) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Lichtquelle (14) über die elektronische Steuerung in einem vorwählbaren Tag/Nacht-Rhythmus einschaltbar und ausschaltbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Lichtquelle (14) höhenverstellbar ausgeführt ist.