Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Eisfreihaltung eines Wärmetauschers einer Lüftungsanlage, der mit Außenluft beaufschlagt ist. Als Ausführungsbeispiel ist eine Lüftungsanlage mit einem Gegenstromwärmetauscher beschrieben.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 101 03 150.5 ist eine Lüftungsanlage bekannt, bei der die Vereisung eines vom Außenluftstrom beaufschlagten ersten Wärmetauschers dadurch vermieden wird, dass die Außenluft vorher über einen zweiten Wärmetauscher geführt wird, der vom Kältemittel einer Wärmepumpe durchflossen ist. In dem zweiten Wärmetauscher wird die Außenluft vom Kältemittel vorerwärmt, so dass eine Vereisung des ersten Wärmetauschers vermieden wird. Genutzt wird bei dieser Lüftungsanlage die Energie, die durch eine weitere Unterkühlung des Kältemittels einer Wärmepumpe zur Verfügung gestellt ist.

Marktbekannt sind weiterhin Lüftungsanlagen, bei denen im Falle des Einfrierens des Luftwärmetauschers der Außenluftstrom gänzlich gedrosselt wird, bis der Wärmetauscher durch die Fortluft so weit wieder erwärmt ist, dass ein Vereisen verhindert wird.

Bei den Lüftungsanlagen gemäß genanntem Stand der Technik wird durch die Unterkühlung des Kältemittels einer Wärmepumpe noch vorhandene Energie des Kühlkreislaufs für den sekundären Zweck genutzt, den Luft/Luft-Wärmetauscher der Lüftungsanlage eisfrei zu halten. Dazu ist ein weiterer Wärmetauscher im Kühlmittelkreislauf einer Wärmepumpe erforderlich.

Durch die Abschaltung des Außenluft- bzw. Zuluftstroms und die dadurch erreichte Erwärmung des Wärmetauschers durch den Abluftbzw. Fortluftstrom erfolgt bei marktbekannten Geräten in den Phasen während der Abschaltung der Außenluft eine Zulüftung teilweise über den Wärmetauscher des Lüftungsgerätes. Um einen Massenausgleich der zugeströmten und abgeströmten Luft des zu lüftenden Raumes zu erreichen, strömt zusätzlich Zuluft über andere Kanäle oder Vorrichtungen als das Lüftungsgerät in den Raum. Das Lüftungsgerät und im wesentlichen der Zuluftlüfter wird in dem Fall, dass eine Vereisung droht oder bereits vorliegt, intermittierend betrieben oder gänzlich abgeschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Vereisung des Luftwärmetauschers auf einfache und kostengünstige Weise vermieden wird, und das Gerät kontinuierlich betrieben werden kann.

Gelöst ist die Aufgabe durch die Maßnahmen des Kennzeichens des Hauptanspruchs 1. Um eine Vereisung des Außenluftstromes zu vermeiden, wird diesem Raumluft, Abluft oder Fortluft zugemischt. Durch die Zuführung und Mischung der Raumluft ist vermieden, dass im Abluftstrang des Lüftungsgerätes anfallendes Kondensat einfriert. Insbesondere bei Außenlufttemperaturen unter –3°C besteht die Gefahr des Einfrierens. Je nachdem, wie stark die Außenlufttemperatur absinkt, wird der Luftstrom der Außenluft gedrosselt und die Menge der Raumluft, Abluft oder Fortluft, die mit der Außenluft vermischt wird, erhöht.

Besonders vorteilhaft ist es, Raumluft, Abluft oder Fortluft in den Bereichen des Luftwärmetauschers gezielt zuzugeben, in denen die Vereisungsgefahr am höchsten ist. Vorteilhaft ist weiterhin, die Drosselung des Luftstroms der Außenluft und/oder das Freigeben eines Öffnungsbereiches für die Zuführung von Raum-, Ab- oder Fortluft von einer Regelung zu überwachen. Elektromotoren, die von der Regelung angesteuert werden, bedienen beispielsweise ein Gitter, ein Ventil oder einen Mischer, welches bzw. welcher im Luftstrom der Außenluft angeordnet ist und mit der Raumluft in Verbindung steht. Durch Verschieben von Lamellen wird der Öffnungsquerschnitt im Luftstrom der Außenluft vermindert und gleichzeitig eine Öffnung für die Zuführung von Raum-, Ab- oder Fortluft je nach Bedarf geöffnet, teilweise geöffnet oder geschlossen.

Eine Einrichtung zum Eisfreihalten der Lüftungsanlage besteht aus einem zweiteiligen Gitter mit gegeneinander verschieblichen Lamellen, die im Luftstrom der Außenluft einer Vorrichtung angeordnet sind. In einem ersten Gitter mit Lamellen ist ein zweites Gitter ebenfalls mit Lamellen verschieblich angeordnet. Überdecken sich die Öffnungen und Lamellen des Gitters mit denen des zweiten Gitters, so erfolgt der Luftstrom der Außenluft durch die vorhandenen Öffnungen. Wird das zweite Gitter gegenüber dem ersten Gitter verschoben, werden die Öffnungen des ersten Gitters durch die Lamellen des zweiten Gitters verkleinert oder geschlossen, und der Luftstrom der Außenluftstrom wird gedrosselt.

Seitlich im ersten Lüftungsgitter ist ebenfalls eine Öffnung angeordnet. Diese ist durch einen seitlichen Winkel des zweiten Gitters geschlossen, wenn eine Abtauung nicht zu erfolgen braucht. Dann jedoch, wenn das zweite Gitter verschoben wird und – wie bereits beschrieben – die Lamellen des zweiten Gitters die Öffnungen des ersten Gitters langsam verschließen, erfolgt das Öffnen des seitlich im ersten Gitter angeordneten Freischnitts. Dadurch wird zum einen die Außenluft gedrosselt und zum anderen das Zuströmen von Raum-, Ab- oder Fortluft zur Außenluft erreicht. Im Extremfall, bei sehr niedrigen Temperaturen ab ca. –15°C, wird das zweite Lüftungsgitter so eingestellt, dass die Lamellen die Öffnungen des ersten Gitters gänzlich überdecken und der seitliche Freischnitt des ersten Gitters vom zweiten Gitter nicht mehr abgedeckt wird.

In einer vorteilhaften Weise wird das Verfahren in einer Regelung beispielsweise auf einem Mikrochip abgebildet. Die Regelung misst beispielsweise die Temperaturen der Außenluft, der Luft, die dem Wärmetauscher zugeführt wird, und der Raumluft und ermittelt daraus eine erforderliche Drosselung der Außenluft und Zuführung der Raumluft. Alternativ dazu kann auch die Vereisung durch Vereisungsdetektoren, z.B. optische Systeme oder ähnliches, von der Regelung ermittelt werden und bei Auftreten von Vereisung der Außenluftstrom ebenfalls gedrosselt und der Raumluftzustrom erhöht werden. Das bewegliche Gitter der Vorrichtung ist beispielsweise von einem Elektromotor, einem Dehnstoffelement oder einem elektromechanischen Antrieb, der von der Regelung gesteuert wird, bewegt.

In einer einfachen Ausführungsform erfolgt die Einstellung der Vorrichtung und hierbei die Einstellung des zweiten Gitters von Hand.

Das Verfahren und eine Vorrichtung wird in der folgenden Beschreibung erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 ein Lüftungsgerät schematisch mit den entsprechenden Luftströmen sowie einer von einer Regelung gesteuerten Drossel,

2 ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Außenluft-Temperatur und dem Anteil der zugemischten Raumluft darstellt,

3 einen Schnitt durch beide Gitter im für die Außenluft geschlossenen und für die Raumluft geöffneten Zustand,

4 die Vorrichtung mit zwei Gittern in geschlossenem Zustand gemäß 3,

5 einen Schnitt durch beide Gitter im für die Außenluft geöffneten Zustand und

6 die Vorrichtung in geöffnetem Zustand für die Außenluft gemäß 5.

Eine Lüftungsanlage 1 ist mit einem elektrisch angetriebenen Zuluftlüfter 2 und einem elektrisch angetriebenen Abluftlüfter 3 ausgestattet, die beide von einer Regelung 4 gesteuert werden. Die Regelung 4 ist mit einem Temperatursensor 5 für die Außenluft, einem Temperatursensor 6 für die Luft, die einem Wärmetauscher 8 zugeführt wird, und einem Temperatursensor 7 für die Raumluft ausgestattet. In den Wärmetauscher 8 der Lüftungsanlage 1 wird die Außenluft AU durch die Vorrichtung 9 geleitet, die hier in ihrer prinzipiellen Funktion als Mischer gezeigt ist, und als Zuluft ZU wieder aus dem Wärmetauscher 8 herausgeführt. Im Gegenstromprinzip wird dem Wärmetauscher 8 die Abluft AB zugeführt, die den Wärmetauscher als Fortluft FO wieder verlässt. Raumluft RL liegt seitlich an der Vorrichtung 9 an. In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung 9 in einem Lüftungskanal 10 vor dem Wärmetauscher 8 angeordnet. Die Luftvolumenströme der Außenluft, der Zuluft, der Abluft und der Fortluft sind zueinanander und zur Raumluft getrennt geführt.

Die Mischung der Raumluft RL und der Außenluft AU kann alternativ auch direkt im Gehäuse des Wärmetauschers 8 oder direkt davor erfolgen. Dazu kann die Raumluft RL über einen separaten Luftkanal zugeführt werden, aus einem vorhandenen RL-Kanal oder aus der Umgebung des Raumes, in dem die Lüftungsanlage 1 steht. Ein zusätzlicher, nicht dargestellter Mischer ist in einer weiteren, nicht dargestellten Anordnung in einem Raumluftkanal angeordnet und leitet die Raumluft RL der Vorrichtung 9 zu.

Beispielhaft ist in 2 die Abhängigkeit des zugemischten Raumluft-Anteils von der Außenlufttemperatur t_AU dargestellt. Mit abnehmender Außenlufttemperatur t_AU – beginnend bei –3°C – wird gemäß dem Verfahren ein Anteil von Raumluft RL der Außenluft AU zugemischt. Bei –20°C ist ein Anteil von 50% Raumluft erreicht. Das Verfahren arbeitet in diesem Temperaturpunkt mit einem Mischungsverhältnis der Raumluft RL zur Außenluft AU von 1:1. Unterhalb von –20°C kommt es zu einer noch stärkeren Zumengung von Raumluft.

Die in 3 gezeigte Vorrichtung 9 ist hier in einem für die Außenluft AU geschlossenen und für die Raumluft RL geöffneten Zustand gezeigt. Dazu ist das bewegliche Gitter 12 so verschoben, dass die Lamellen 13 des Gitters 12 die Öffnungen 14 des Gitters 15 verdecken. Ein seitlicher Freischnitt 16 im Gitter 15 ist in der dargestellten Stellung des Gitters 12 frei, da die Abwinklung 17 von der Öffnung 16 entfernt ist. Die Öffnung 16 läßt somit Raumluft RL in den Lüftungskanal 10 strömen. Die Vorrichtung 9 kann auch direkt, ohne Lüftungskanal 10, an den Wärmetauscher 8 angeschlossen sein. Durch die geschlossenen Gitter 12,15 ist der Außenluftstrom-Anteil vermindert oder ganz abgestellt.

Die verschlossene Vorrichtung 9 in Bezug auf die Gitter 12, 15 ist in 4 gezeigt. Hier sind die zueinander versetzten Lamellen 13 und 18 der Vorrichtung 9 gezeigt.

In 5 ist die Vorrichtung 9 in geöffnetem Zustand für die Außenluft AU gezeigt, da die Lamellen 13 und 18 und die Öffnungen 14 und 19 übereinander liegen. Somit kann der Luftstrom der Außenluft AU durch die Gitter 12, 15 hindurchströmen. Da die Abwinklung 17 den Freischnitt 16 verdeckt, kann Raumluft RL nicht hinzuströmen. Dementsprechend sind in 6 die Öffnungen 14 und 19 sowie die Lamellen 13 zu sehen.

Zwischen den beiden Extremstellungen gemäß 3 und 5 gibt es beliebige Zwischenstellungen, mit denen die gewünschte Drosselstellung für die Außenluft AU und die gewünschte Öffnungsstellung für die Raumluft RL einzustellen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin dazu geeignet, anstelle eines Filters in ein bestehendes Lüftungsgerät eingesetzt zu werden. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für eine vorhandene Anlage ohne Änderungen am Gerät möglich.

Die Lamellen 13 und 18 sind in vorteilhafter Weise parallel zueinander angeordnet und das Gitter 12 ist mit dem Koppelelement 11 von Hand oder mit einem Elektromotor 20 verschieblich bedienbar. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung 9 wäre mit propellerartig angeordneten Lamellen erreicht, die gegeneinander so verdreht werden, dass Öffnungsquerschnitte verändert werden können. Ein weiteres alternatives Verfahren wäre die Anwendung einer Iris-Blende als Drossel im Zuluftstrom der Außenluft AU. Es ist auch möglich, einen Filter oder eines andersartige Abdeckung mit nur geringem Luftdurchlaß anstelle der Vorrichtung 9 einzusetzen und zusätzlich den Freischnitt 16 zu schaffen.