(57)【要約】【課題】温度変動の大きな地域でも換気システムを使用することができる低コストの換気装置を提供する。【解決手段】換気装置は、部屋の内側を外の環境と接続するための空気チャネル１内に配置され、外の環境から部屋の内側へ給気を搬送し、部屋の内側から外の環境に排気を搬送するように駆動する軸方向ベンチレータ６と、空気チャネル１内で軸方向ベンチレータ６と外の環境との間に配置された蓄熱器７と、軸方向ベンチレータ６と部屋の内側との間に配置され、ペルティエ素子１０を介して互いに接続された第１の温度調整体８と第２の温度調整体９を備える温度調整素子と、温度調整素子を備える長手区間にある空気チャネル１の領域を、第１と第２の通流チャネルに分割する長手分割部１１とを含む。第１の温度調整体８を備える温度調整素子の第１の部分が第１の通流チャネル１２内に存在し、第２の温度調整体を備える温度調整素子の第２の部分が第２の通流チャネル内１３に存在する。【選択図】      図１
2013205007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋の給気および排気を加熱、冷却および除湿するための換気装置であって、
部屋の内側を外の環境と接続するための空気チャネル（１）と、
該空気チャネル（１）内に配置されており、空気搬送方向が反対である少なくとも２つの動作状態において外の環境から部屋の内側へ給気を搬送し、部屋の内側から外の環境へ排気を搬送するように駆動可能である少なくとも１つの軸方向ベンチレータ（６）と、
該空気チャネル（１）内で該少なくとも１つの軸方向ベンチレータ（６）と外の環境との間に配置された少なくとも１つの蓄熱器（７）と、
少なくとも１つの該軸方向ベンチレータ（６）と部屋の内側との間に配置され、第１と第２の温度調整体（８、９）を備える少なくとも１つの温度調整素子と、
ここで両方の温度調整体（８、９）はペルティエ素子（１０）を介して互いに接続されており、
少なくとも１つの該温度調整素子を備える長手区間にある該空気チャネル（１）の少なくとも１つの領域を、第１と第２の通流チャネル（１２、１３）に分割する長手分割部（１１）と、
を含み、
これにより該第１の温度調整体（８）を備える少なくとも１つの該温度調整素子の第１の部分が該第１の通流チャネル（１２）内に、該第２の温度調整体（９）を備える少なくとも１つの該温度調整素子の第２の部分が該第２の通流チャネル（１３）内に存在する、換気装置。
【請求項２】
前記長手分割部（１１）は前記空気チャネル（１）を完全に分割し、各通流チャネル（１２、１３）内には、それぞれ少なくとも１つの軸方向ベンチレータ（６）と少なくとも１つの蓄熱器（７）とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記空気チャネル（１）内には複数の蓄熱器（７）、複数の温度調整素子、および複数の軸方向ベンチレータ（６）のうちの少なくとも１つの複数のものが順次配置されており、
各２つの温度調整素子の間、各２つの軸方向ベンチレータ（６）の間、および各２つの蓄熱器（７）の間のうちの少なくとも１つの間にはエアギャップが存在することを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記両方の通流チャネル（１２、１３）の少なくとも一方には複数の蓄熱器（７）および複数の軸方向ベンチレータ（６）のうちの少なくとも一方が順次配置されており、
各２つの軸方向ベンチレータ（６）の間、および各２つの蓄熱器（７）の間のうちの少なくとも一方にはエアギャップが存在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項５】
該換気装置は制御回路および調整回路（５）を有し、該制御回路および調整回路は、
外の環境の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの外側センサと、
部屋の内側の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの内側センサと、
前記第１の通流チャネル（１２）内の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの第１の通流チャネルセンサ（１４）とに接続されており、
該制御回路および調整回路（５）によって、少なくとも１つの前記軸方向ベンチレータ（６）の回転方向、回転持続時間、回転速度、少なくとも１つの前記温度調整素子の前記第１と第２の温度調整体（８、９）の加熱能力、および少なくとも１つの前記温度調整素子の前記第１と第２の温度調整体（８、９）の冷却能力のうちの少なくとも一つが、前記センサの測定値に依存して調整可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項６】
前記制御回路および調整回路（５）は、前記第２の通流チャネル（１３）内の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの第２の通流チャネルセンサ（１５）と接続されていることを特徴とする請求項５に記載の換気装置。
【請求項７】
前記センサの少なくとも１つは空気の流速を測定するように構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の換気装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の換気装置の駆動方法であって、
第１の動作モード「除湿」では、前記両方の通流チャネルの一方（１２）で給気が搬送され、少なくとも１つの前記温度調整素子の該通流チャネル（１２）内に存在する前記温度調整体（８）が、露点温度に等しいかまたはそれ以下の温度に前記給気を冷却し、発生する凝水が前記外の環境に排出され、
第２の動作モード「冷却」では、前記両方の通流チャネルの一方（１２）で給気が搬送され、少なくとも１つの前記温度調整素子の該通流チャネル（１２）内に存在する前記温度調整体（６）が露点温度を超える温度に前記給気を冷却し、
第３の動作モード「熱回収」では、外側温度が内側温度よりも低い場合、少なくとも１つの前記温度調整素子が非作動にされ、前記第１と第２の通流チャネル（１２、１３）における空気搬送方向が所定の間隔で交番され、
第４の動作モード「加熱」では、前記両方の通流チャネルの一方（１３）で給気が搬送され、少なくとも１つの前記温度調整素子の該通流チャネル（１３）内に存在する前記温度調整体（９）が、前記給気を所定の温度に加熱し、前記両方の通流チャネルの他方（１２）では排気が、少なくとも１つの前記温度調整素子の他方の温度調整体（９）によって冷却される、駆動方法。
【請求項９】
動作モード「除湿」および動作モード「冷却」では、病原菌の発生を阻止するために、少なくとも１つの前記温度調整素子の給気を搬送する通流チャネル内に存在する前記温度調整体が所定の間隔で前記ペルティエ素子によって加熱されこと、および
他方の通流チャネルでは排気が、少なくとも１つの前記温度調整素子の他方の前記温度調整体の冷却に使用されることのうちの少なくとも一つを特徴とする請求項８に記載の駆動方法。
【請求項１０】
前記動作モード「冷却」では、給気湿度が６０％から９０％の間、好ましくは８０％になるまで給気が冷却されることを特徴とする請求項８または９に記載の駆動方法。
【請求項１１】
流速がゼロに降下する場合には、少なくとも１つの前記温度調整素子が遮断されることを特徴とする請求項７を引用する請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の駆動方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記温度調整素子の前記ペルティエ素子（１０）は、厳寒の場合には少なくとも一時的に交流によって駆動されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋の給気および排気を加熱、冷却および除湿するための換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の低エネルギー家屋は環境に対してしっかり密閉して建築されており、環境との空気交換が実質的に阻止され、そのような建物への自然な浸入は、人間の存在および場合により建物内側と環境との間の大きな温度差に起因して発生する湿度を除去するには十分でない。そこで低エネルギー家屋には換気システムが組み込まれ、この換気システムは熱回収のための手段を有している。温暖な国々では、この熱回収が夏にいわゆるパッシブ型の冷房として機能する。すなわち熱、外部からの湿った空気が内部からの冷却された排気により冷却される。この場合、熱交換器に凝縮が発生し、この凝縮はパイプ網でも住居領域でも湿気の問題を招く。したがって中央で駆動される大型の換気システムでは、建物内で給気が分配される前にこの給気が付加的に除湿される。しかしこの手段は、中央型換気システムの場合しか役に立たない。非中央型換気システムでは、現在の所、浸入する湿気を空調設備により除去するか、または除湿器を設置するしか手段がない。しかし中央型システムでも問題は発生し得る。給気、すなわち外部から供給される新鮮空気が凝水と混合されるので、これは汚物と組み合わさって熱交換器の汚染を引き起こし得る。したがって中央型システムを常時メンテナンスし、クリーニングし、化学的に殺菌しなければならない。
【０００３】
温暖な地域または暑い夏では、凝縮の発生が問題となる一方で、寒冷な地域または冬には強い寒気の際に、熱交換器としても機能する蓄熱器が凍結するおそれがある。ここでは例えば熱交換器を電気加熱することにより、または水が供給される付加的な熱交換器により対処する。この水はこの付加的な熱交換器で同様に加熱することができる。
【０００４】
従来技術では、加熱、冷却および場合により除湿にも用いられる種々のシステムが公知である。例えば特許文献１には、暖房された部屋の排気から熱を回収するための蓄熱器が備えられた排気装置および換気装置が記載されている。ここでは複数の蓄熱器が順次直列に接続され、２つの蓄熱器の間にはそれぞれ１つのエアギャップがあり、このエアギャップが熱の排出を阻止する。回転方向を反転することのできるベンチレータが、蓄熱エレメント間で排気と新鮮空気とを交互に流す。
【０００５】
特許文献２には、空気を加熱および冷却し、組み合わせて除湿するための機器が記載されている。この機器はとりわけ２つのペルティエ素子とこれに接続された冷却体とを有し、この冷却体の間にはベンチレータが配置されている。他方の側ではペルティエ素子にそれぞれ伝熱プレートが設けられている。冷却体、ペルティエ素子および伝熱プレートはすべて１つの軸に沿って一列に配置されており、この軸はベンチレータの回転軸に対応する。
【０００６】
特許文献３には、ペルティエ素子を床暖房に使用することが記載されており、ここでは夜間電流の利用のために２つの異なる蓄熱媒体が使用される。
特許文献４には、熱交換器が結合されたペルティエ素子を、とりわけ健康分野または医学分野で、いわゆるアプリケーションツールを冷却、加熱または温度調整するために使用することが記載されている。
【０００７】
特許文献５には、媒体を加熱、冷却および除湿し、熱回収するためのＨ字形の熱小型機器が記載されている。この機器は２つの別個のチャネル系統を有し、これらのチャネル系統には常に同じ方向で通流する。ペルティエ素子を介して加熱および冷却可能な複数の温度ブロックがこの機器では並列に接続されており、この機器は両方のチャネル系統での異なる温度を利用する。除湿の際に発生する凝水は、機器の意図的な傾斜状態によって排出される。
【０００８】
特許文献６にも同様に、空気を冷却および加熱するための装置が記載されており、この装置も同様に冷却素子の機能も引き継ぎ、ペルティエ素子とも結合されている蓄熱器を有する。
【０００９】
運転時に蓄熱器から熱が引き出されるか、または蓄熱器に熱が供給され、室内空気の冷却時には外気と交換されない。ペルティエ素子と結合された複数の蓄熱器を使用する場合、装置の容量を高めるためにこれら蓄熱器は並列に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許発明第４１０４４２３号明細書
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２００５−００３８２５６号公報
【特許文献３】特開平０２−２５１０２１号公報
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００５０１３９２６号明細書
【特許文献５】独国特許発明第１９６００４７０号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００７０１３７７９号明細書
【特許文献７】特開平１１−００２４２１号公報
【特許文献８】欧州特許出願公開第０９９０８５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の基礎とする課題は、冒頭に述べた形式の非中央型換気装置を改善し、温度変動の大きな地域でも換気システムを使用することができ、ならびに中央ヨーロッパの気候形態に対して大きく上昇した温度または大きく低下した温度の地域において、できるだけ低い保守コストで複雑化することなく可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決する、部屋の給気および排気を加熱、冷却および除湿するための換気装置は、まず部屋の内側と外の環境とを接続するための空気チャネルを含む。外の環境は多くの場合、部屋が存在する建物の外側に対応し、これに関連する気候的条件を備える。しかし外の環境は同じ建物の隣の部屋でも良い。空気チャネル内には換気装置を完全にする種々のエレメントが配置されている。
【００１３】
まず空気チャネル内には少なくとも１つの軸方向ベンチレータが配置されており、この軸方向ベンチレータは少なくとも２つの動作状態で駆動することができ、空気搬送方向はこれら両方の動作状態で互いに反対方向である。一方の動作状態では給気が外の環境から部屋の内側に搬送され、軸方向ベンチレータの少なくとも２つの動作状態のうちの他方では排気が部屋の内側から外の環境に搬送される。さらに種々の動作状態は、種々の回転数により区別することができる。
【００１４】
少なくとも１つの軸方向ベンチレータと外の環境との間では、空気チャネル内に少なくとも１つの蓄熱器が配置されている。この蓄熱器に空気が通流すると、流れが一定の場合、この蓄熱器はこの空気の温度になる。例えば外のより冷えた空気が吸い込まれると、蓄熱器は冷却される。続いて内側のより暖かい空気が外に吐き出されると、蓄熱器はこの空気を冷却するが、同時に加熱される。通流方向を再度逆転すると、蓄熱器は熱交換器のように作用し、吸入される空気を加熱し、その際に自身は冷却される。高い熱容量の他に病原菌発生に対する耐性もある例えばセラミック製蓄熱器が、これが持続的に湿気に曝されず、規則的な間隔で加熱により乾燥される場合には良く適する。
【００１５】
少なくとも１つの軸方向ベンチレータの他方の側では、この軸方向ベンチレータと部屋の内側との間に少なくとも１つの温度調整素子が配置されており、この温度調整素子は第１と第２の温度調整体を含む。両方の温度調整体はペルティエ素子を介して互いに結合されており、両方の温度調整体は空気チャネルの長手方向を基準にして外の環境に対し、または内側に対し同じ距離で配置されている。したがって両方の温度調整体は通流方向が水平の場合、重なり合って配置されており、この温度調整体の間にペルティエ素子が存在する。したがって第１の温度調整体、ペルティエ素子、そして第２の温度調整体の仮想接続軸は通流方向に対して垂直、または空気チャネルの長手軸に対して垂直である。
【００１６】
最後にこの換気装置はさらに長手分割部を含み、この長手分割部は、少なくとも１つの温度調整素子を備える長手区間にある空気チャネルの少なくとも１つの領域を、第１の通流チャネルと第２の通流チャネルに分割する。長手分割部を備える長手区間は、少なくとも１つの温度調整素子を少なくとも部分的に含む。ここでこの長手区間は少なくとも１つの温度調整素子に終点を有することができる。したがって長手分割部は、例えば少なくとも１つの温度調整素子、少なくとも１つの軸方向ベンチレータおよび蓄熱器の内側エッジの間に延在しており、長手区間自体をさらに通流方向に対して平行の様々な区間に分割することができる。しかし他の分割も可能であり、例えば少なくとも１つの温度調整素子と部屋の内側との間の区間での分割、または少なくとも１つの軸方向ベンチレータと部屋の内側との間の区間での分割も可能である。関連しない複数の領域を長手分割部により規定することもできる。
【００１７】
長手分割部はとりわけ、少なくとも１つの温度調整素子の両方の温度調整体を流体技術的に分離するために用いられる。ここで長手分割部は少なくとも１つの領域を、第１の温度調整体を備える少なくとも１つの温度調整素子の第１の部分が第１の通流チャネル内に存在し、第２の温度調整体を備える少なくとも１つの温度調整素子の第２の部分が第２の通流チャネル内に存在するように分割する。ペルティエ素子はこれら両方の間に配置されており、したがって、ほぼ長手分割部の領域に存在する。この長手分割部は固定的に組み込むことも、モジュールとして構成することもできる。長手分割部が少なくとも１つの温度調整素子に終端する場合、長手分割部によって空気チャネルにある両方の温度調整体は流体技術的に互いに十分に分離される。または長手分割部内の空気チャネルが、領域の少なくとも１つの温度調整素子を完全に含んでいる場合、すなわち長手分割部が温度調整素子の両側に継続して設けられる場合、両方の温度調整体は互いに完全に分離される。
【００１８】
ここで長手分割部は、多くの場合に内側にある蓄熱器と、外側の最も近い温度調整素子との間の少なくともこの領域に延在し、少なくとも１つの軸方向ベンチレータを包囲すべきである。これにより２つの通流チャネルへの効率的な分割が達成され、２つの通流チャネルには動作時に異なる温度形態が存在する。
【００１９】
やや煩わしくはあるが、長手分割部が空気チャネルを完全に分割し、したがって少なくとも１つの領域または長手分割部が空気チャネルの全長にわたって延在するように換気装置を構成するとより効率的である。この場合、各通流チャネルにはそれぞれ少なくとも１つの軸方向ベンチレータとそれぞれ少なくとも１つの蓄熱器とが配置されている。少なくとも１つの温度調整素子の両方の温度調整体の流体技術的な分離がこのやり方でさらに改善される。
【００２０】
さらなる効率向上のためにさらなる好ましい形態では、空気チャネルに複数の蓄熱器、複数の温度調整素子、または複数の軸方向ベンチレータが順次配置されている。３つの措置すべてを、互いに任意に組み合わせることもできる。各２つの温度調整素子、各２つの軸方向ベンチレータの間、および各２つの蓄熱器の間のうちの少なくとも一方にはエアギャップがあり、このエアギャップは蓄熱器と温度調整素子とを熱技術的に分離する。さらに温度調整素子または蓄熱器を熱技術的に直列に接続することにより、各個々の段が小さな値でしか温度を変化しなくても、内側と外側との間で大きな温度領域を克服することができる。このような直列接続はとりわけ強力な冷却を達成するために、すなわち温暖地域で有利である。
【００２１】
とりわけ空気チャネルが長手分割部により２つの通流チャネルに完全に分割されている場合、両方の通流チャネルの少なくとも１つに複数の蓄熱器および複数の軸方向ベンチレータのうちの少なくとも一方が順次配置されていると有利であり、この場合も、各２つの軸方向ベンチレータの間、および各２つの蓄熱器の間のうちの少なくとも一方には１つのエアギャップが存在する。
【００２２】
温度調整素子に関しては、完全に長手分割される場合でも部分的にしか長手分割されていない場合でも、少なくとも１つの温度調整素子の一方の温度調整体が一方の通流チャネルに、他方の温度調整体が他方の通流チャネルに存在するように長手分割を行う。
【００２３】
特に好ましい形態では、換気装置が制御回路および調整回路を有する。この回路は、外の環境の湿度と温度を測定する少なくとも１つの外部センサ、部屋の内側の湿度と温度を測定する少なくとも１つの内部センサ、および第１の通流チャネルの湿度と温度を測定する少なくとも１つの第１の通流チャネルセンサに接続されている。制御回路および調整回路によって、少なくとも１つの軸方向ベンチレータの回転方向、回転持続時間、および回転速度のうちの少なくとも一つを調整することができる。風圧を高めるために複数の軸方向ベンチレータを設けることもできる。軸方向ベンチレータを制御する代わりに、またはこの制御と組み合わせて、少なくとも１つの温度調整素子の第１と第２の温度調整体の加熱能力または冷却能力をセンサの測定値に依存して調整することができる。とりわけ空気チャネルが長手分割部により完全に分割される場合、制御回路および調整回路は有利には、第２の通流チャネルの湿度および温度を測定する少なくとも１つの第２の通流チャネルセンサと接続される。
【００２４】
センサによって内側と外側領域の湿度と温度が決定される。この場合、調整回路は除湿するか、冷却するか、熱を回収するか、またはアクティブに加熱するかを決定する。加熱および除湿のための電流消費を低減するために、温度調整素子は流体技術的に蓄熱器に順次接続することができる。
【００２５】
さらなる好ましい形態では、センサの少なくとも１つが空気の流速を測定するように構成されており、その代わりに測定専用のセンサを設けることもできる。流速がゼロに低下すると、流速に基づいて例えば少なくとも１つの温度調整素子が制御され、遮断される。
【００２６】
前記の換気装置はとりわけ、非中央型の運転、すなわちただ１つの部屋の換気に特に適する。したがって換気装置は外の環境と接触していなければならない。この場合、そのような複数の非中央型換気装置を順次接続することができる。これにより例えば建物の一方の側の空気がこの建物に給気として搬送され、建物の他方の側の空気が複数の部屋を通って排気として環境に放出される。この場合、センサは機器の１つにだけ設けられていれば良い。
【００２７】
本発明は、制御回路および調整回路が装備されたそのような換気装置の駆動方法にも関する。ここでは換気装置を４つの動作モードで駆動することができる。
第１の動作モード「除湿」では、両方の通流チャネルの一方で給気が搬送される。ここでは、この通流チャネルに存在する少なくとも１つの温度調整素子の温度調整体が、露点温度と同じかまたはそれ以下の温度に給気を冷却する。発生する凝水は、例えば換気装置を外の環境に対して軽く傾斜して壁に設置することにより外の環境に排出される。
【００２８】
第２の動作モード「冷却」では、両方の通流チャネルの一方で給気が搬送され、この通流チャネルに存在する少なくとも１つの温度調整素子の温度調整体が、露点温度を超える温度にこの給気を冷却する。ここで好ましくは給気は、その空気湿度が６０％から９０％の間、好ましくは８０％になるまで冷却される。したがって最良の冷却が、気候的に快適な湿度の下で達成される。
【００２９】
とりわけ動作モード「除湿」では、それぞれの通流チャネルの湿気、例えば両方の通流チャネルのうちの下方の通流チャネルに発生し、流出しない湿気を除去することが必要である。なぜならそうでないと汚れと組み合わされて装置に病原菌が発生し得るからである。この理由から、少なくとも１つの温度調整素子の給気を搬送する通流チャネルに存在する温度調整体が、この方法の好ましい形態では所定の時間間隔でそのような病原菌発生を阻止するためにペルティエ素子によって加熱される。２つの加熱過程の間の時間間隔はここでは例えば６時間とすることができる。加熱自体は数分の時間にわたって行われる。動作モード「除湿」でも動作モード「冷却」でも、他方の通流チャネルにある空気を他方の温度調整体の冷却のために、すなわち少なくとも１つの温度調整素子の加熱された温度調整体の冷却のために使用することができる。
【００３０】
換気装置を駆動することのできる第３の動作モード「熱回収」では、外側温度が内側温度より低い場合に少なくとも１つの温度調整素子が非作動にされる。チャネルが完全に分離されており、２つのファンが存在する場合、空気搬送装置は第１と第２の通流チャネルで互いに反対方向に駆動され、所定の間隔で交番される。１つの軸方向ベンチレータしか使用されない場合、通流方向は同様に所定の間隔で交番されるが、この通流方向は両方のチャネルに対して同じである。この場合、温度調整素子は蓄熱器として動作する。セラミック製換熱器を前置接続することにより効率が格段に上昇する。この場合、通流方向は比較的頻繁に例えば１分の間隔で交番される。
【００３１】
流速がゼロに降下する場合には、温度調整素子を遮断することもできる。これはエネルギー効率を向上させる。
最後に第４の動作モード「加熱」では、両方の通流チャネルの一方で給気が搬送され、少なくとも１つの温度調整素子のこの通流チャネルにある温度調整体がこの給気を所定の温度に加熱する。両方の通流チャネルの他方では、少なくとも１つの温度調整素子の他方の温度調整体により排気が冷却される。
【００３２】
−２０℃以下の温度の厳寒では、両方の動作モード「熱回収」と「加熱」において対抗措置を講じないと、軸方向ベンチレータに凍結問題が発生し得る。したがって本方法の特に好ましい形態では、少なくとも１つの温度調整素子のペルティエ素子が、厳寒の場合には少なくとも一時的に交流で駆動するように設けられている。これにより両方の温度調整体と軸方向ベンチレータ、または空気チャネルが完全に分離されている場合には両方の軸方向ベンチレータは、凍結しないように維持される。
【００３３】
前記特徴および後でさらに説明する特徴は、本発明の枠を逸脱することなく記載の組み合わせだけでなく他の組み合わせでも、または単独でも使用することができることは自明である。
【００３４】
以下、本発明の特徴も開示する添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】空気チャネルの部分的な長手分割部を備える換気装置の第１実施形態を示す図。
【図２】長手分割部が空気チャネルを完全に分割した換気装置の第２実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
部屋の給気および排気を加熱、冷却および除湿するための第１の換気装置が図１に示されている。この換気装置は、部屋の内側（ここでは換気装置の右）を外の環境（ここでは換気装置の左）に接続するための空気チャネル１を含む。換気装置は、部屋を外の環境から分離する壁２に組み付けられている。発生する凝水が外に流出することができるようにするため、換気装置は好ましくは外に向かって斜めに傾斜して組み付けられている。空気チャネル１の外側にある端部で換気装置は外側ボンネット３によって閉鎖される。外側ボンネットはとりわけ汚染の保護、および換気装置を損傷し得る大きな粒子が空気チャネル１に侵入するのを保護するのに用いられる。部屋の内側に換気装置はカバー４を有し、このカバーは電動的にまたは機械的に空気チャネルの長手軸に沿って移動可能である。これにより空気チャネルを必要時には閉鎖することができる。カバー４が電動的に移動可能である場合、有利には移動のための対応する駆動部を制御回路および調整回路５に接続することができる。この制御回路および調整回路は換気装置のその他の動作パラメータも制御し、監視する。
【００３７】
さらに換気装置は、空気チャネル内に配置された少なくとも１つの軸方向ベンチレータ６を含む。この軸方向ベンチレータは、空気搬送方向が反対である少なくとも２つの動作状態で駆動することができる。第１の動作状態では軸方向ベンチレータが外の環境から部屋の内側に給気を搬送するために用いられ、第２の動作状態では部屋の内側から外の環境に排気を搬送するために用いられる。図示の例で空気チャネル１内にはちょうど１つの軸方向ベンチレータが配置されている。しかし複数の軸方向ベンチレータ６を直列に接続することも、または空気チャネル１の別の箇所に配置することもできる。さらに少なくとも１つの軸方向ベンチレータ６と外の環境との間では、空気チャネル１内に少なくとも１つの蓄熱器７、例えば従来技術で公知のようなセラミック製蓄熱器が配置されている。ここでも本実施例では１つの蓄熱器７しか図示されていないが、複数の蓄熱器７を順次直列に接続することができる。２つの蓄熱器７の間には、例えばそれぞれ１つの付加的な軸方向ベンチレータ６を配置することもできる。
【００３８】
最後に換気装置はさらに、少なくとも１つの軸方向ベンチレータ６と部屋の内側との間に配置された少なくとも１つの温度調整素子を含む。この温度調整素子は第１の温度調整体８と第２の温度調整体９とを有し、両方の温度調整体８、９はペルティエ素子１０を介して互いに接続されている。ペルティエ素子１０に電流が流れると、両方の温度調整体８、９の一方が冷却され、両方の温度調整体８、９の他方が加熱される。ここでは電流の流れ方向により、両方の温度調整体８、９のどちらが加熱され、どちらが冷却されるかを調整することができる。図１の本実施例では２つの温度調整素子が使用されるが、それ以上でも１つだけでも良い。さらに温度調整素子の各々を、付加的な好ましくはセラミック製蓄熱器７と直列に接続することができる。しかし、ここで２つの温度調整素子の間には常にエアギャップが存在する。これにより、各温度調整素子によって、ペルティエ効果による制限のため所定の温度差しか達成できず、空気が充填された領域では格段の温度変化が生じず、およびこのやり方で個々の温度調整素子によって達成可能な温度差が比較的に大きな全体温度差に加算されるため、達成可能な最大温度差を大きくすることができる。
【００３９】
ここで少なくとも１つの温度調整素子は、両方の温度調整体８、９が同時に流れに曝されるように配置されている。したがって流れ方向が水平の場合、一方の温度調整体８は他方の温度調整体９の上に配置され、それらの間にペルティエ素子１０が存在する。
【００４０】
換気装置の重要な構成部分は長手分割部１１である。この長手分割部は、少なくとも１つの温度調整素子を備える長手区間にある空気チャネル１の少なくとも１つの領域を、第１の通流チャネル１２と第２の通流チャネル１３とに分割する。したがって、第１の温度調整体８を備える少なくとも１つの温度調整素子の第１の部分が第１の通流チャネル１２内に、第２の温度調整体９を備える少なくとも１つの温度調整素子の第２の部分が第２の通流チャネル１３内に存在する。ここで少なくとも１つの温度調整素子は該当する長手区間の一部であり、これを制限することもできる。長手分割部１１は、第１と第２の通流チャネル１２、１３中の空気流が、長手分割部１１が設けられた領域内では混合せず、これにより効率的に異なる温度に維持できるようにする。この異なる温度は図１に示した実施例では、少なくとも１つの温度調整素子の温度調整体８、９の温度が異なることにより形成される。
【００４１】
図１に示した換気装置では、空気チャネル１が長手分割部１１により部分的にだけ２つの通流チャネル１２、１３に分割されている。しかし長手分割部１１が部屋の内側まで継続することも簡単に可能である。両方の通流チャネル１２、１３は軸方向ベンチレータ６と蓄熱器７を共有する。
【００４２】
これとは異なり図２に示した換気装置の場合、長手分割部１１が空気チャネル１を完全に分割する。各通流チャネル１２、１３には、それぞれ少なくとも１つの軸方向ベンチレータ６と少なくとも１つの蓄熱器７とが配置されている。温度調整素子は図１に示した実施例と同じように配置されている。すなわち両方の通流チャネル内にあり、温度調整体８、９は両方の通流チャネル１２、１３の一方にだけそれぞれ配置されている。図２に示した換気装置では、両方の通流チャネル１２、１３が互いに完全に分離されており、少なくとも１つの温度調整素子を介してだけ熱技術的に互いに接続されている。これによりさらに効率的な運転が可能である。
【００４３】
さらなる効率向上のため上にすでに示したように、空気チャネル１内にはそれぞれ複数の蓄熱器７、複数の温度調整素子、および複数の軸方向ベンチレータ６のうちの少なくとも１つの複数のものを順次配置することができ、それぞれ２つの温度調整素子、それぞれ２つの軸方向ベンチレータの間およびそれぞれ２つの蓄熱器７の間のうちの少なくとも一方には１つのエアギャップが存在する。空気チャネル１が２つの通流チャネル１２、１３に完全に長手分割されている場合、効率向上のために対応して両方の通流チャネル１２、１３の少なくとも一方に複数の蓄熱器７および複数の軸方向ベンチレータ６のうちの少なくとも一方を順番に配置することができ、それぞれ２つの軸方向ベンチレータ６およびそれぞれ２つの蓄熱器７の間には１つのエアギャップが存在する。
【００４４】
換気装置は手動で駆動することができるが、好ましくは半自動または全自動で駆動される。そのために換気装置は上にすでに述べたように制御回路および調整回路５を有する。制御回路および調整回路は複数のセンサと接続されている。とりわけ、外の環境の湿度と温度を測定するための、図１と２に図示しない外部センサ、部屋の内側の湿度と温度を測定するための同様に図示しない内部センサ、および第１の通流チャネル１２の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの第１の通流チャネルセンサ１４と接続されている。内側と外側との温度差に基づいて、制御回路および調整回路５は、換気装置を加熱、冷却、除湿または熱回収のために駆動すべきか否かを決定することができる。とりわけ第１の通流チャネルセンサ１４は、給気の冷却の際、除湿の際に重要となる露点温度を決定するために必要である。このセンサによって通流チャネル１２内の温度が氷点より上かまたは下であるかを確定することもでき、これにより制御回路および調整回路５は、温度が氷点以下に低下する場合には適切な措置を講じることができる。
【００４５】
制御回路および調整回路５の重要な課題は、少なくとも１つの軸方向ベンチレータ６の回転方向、回転持続時間、回転速度、少なくとも１つの温度調整素子の第１と第２の温度調整体８、９の加熱能力、および少なくとも１つの温度調整素子の第１と第２の温度調整体８、９の冷却能力のうちの少なくとも一つをセンサの測定値に依存して調整することである。とりわけ空気チャネル１が長手分割部１１によって完全に分割されている場合、図２に示されているように、制御回路および調整回路５が第２の通流チャネル１３内の湿度と温度を測定するための少なくとも１つの第２の通流チャネルセンサ１５と接続されていると有利である。前記のセンサの少なくとも１つが空気の流速を測定するように構成されていても有利である。この場合、例えば流速がゼロに低下すると、温度調整素子のペルティエ素子１０を自動的に遮断することができる。
【００４６】
制御回路および調整回路５によって、前述の、図１と図２に示される換気装置が半自動または全自動で少なくとも４つの異なる動作モードで駆動される。手動の駆動ももちろん可能である。
【００４７】
第１の動作モード「除湿」では、両方の通流チャネルの一方で給気が搬送され、温度調整素子のこの通流チャネルに存在する温度調整体が、露点温度に等しいかまたはそれ以下の温度に前記給気を冷却する。これには、加熱された空気は上方に上ろうとする事実により、例えば両方の通流チャネルのうち図面では通流チャネル１２として示された下方の通流チャネルが適する。さらにこの場合、発生する凝水を外の環境に排出することがより簡単である。もちろん両方の通流チャネルの他方、すなわち通流チャネル１３を給気の搬送に使用することもできる。他方の通流チャネル、すなわち例えば上方の通流チャネル１３では排気が外に搬送され、加熱された温度調整体９の冷却に用いられる。さらに動作モード「除湿」では、温度調整素子の給気を搬送する通流チャネル１２内に存在する温度調整体８が所定の時間間隔で、通常は数時間の間隔でペルティエ素子１０により加熱されると有利である。このやり方で病原菌発生を阻止することができる。
【００４８】
第２の動作モード「冷却」でも同様に両方の通流チャネルの一方、好ましくは再び第１の下方に配置された通流チャネル１２で給気が搬送される。温度調整素子のこの通流チャネル１２内に存在する温度調整体は給気を冷却するが、露点温度より上の温度までにしか冷却しない。ここで給気は好ましくは、給気の湿度が気候的に快適な領域、すなわち例えば４０％から９０％の間、好ましくは８０％になるような温度に冷却される。ここで制御回路および調整回路５は、外側温度と外側湿度に基づいてこの動作モードをそもそも調整することができるか否かを決定する。例えば外側温度と外側湿度は、冷却が除湿と同時にのみ可能であるほど高くても良い。ここでも他方の通流チャネル、すなわちここでは第２の通流チャネル１３の排気を、温度調整素子の他方の温度調整体９を冷却するために使用することができる。
【００４９】
調整することのできる第３の動作モード「熱回収」では、外側温度が内側温度よりも低い場合、温度調整素子が非作動にされ、さらに両方の通流チャネル１２、１３の通流方向が所定の間隔で交番される。さらに、図２に示すように長手分割部１１が完全な場合、第１の通流チャネル１２と第２の通流チャネル１３の空気搬送方向は好ましくは互いに反対方向である。ここで空気搬送方向の交番はファンの極性反転により行われ、さらに排気の搬送と給気の搬送のために異なる回転数を調整することができる。通常、このような交番は６０から１４０秒の間隔で行われる。この動作モードでは温度調整素子の温度調整体８と９が蓄熱器として動作する。セラミック製換熱器を温度調整素子の直前に前置接続することにより、熱回収の作用がさらに向上される。
【００５０】
第４の動作モード「加熱」では、両方の通流チャネルの一方、すなわち例えば上方の通流チャネル１３で給気が搬送される。温度調整素子のこの通流チャネル１３内に存在する温度調整体９は、この給気を所定の温度まで加熱する。両方の通流チャネルの他方、ここでは通流チャネル１２では、排気が温度調整素子の他方の温度調整体８により冷却される。ここでも両方の通流チャネルの長手分割部１１が完全の場合には好ましくは互いに反対方向である空気搬送方向は、動作モード「熱回収」と同じように交番される。この場合、換気装置はいわゆる交番モードで駆動される。
【００５１】
厳寒の場合には、空気チャネルを少なくとも部分的に凍結させることが適切であり、温度調整素子のペルティエ素子１０は少なくとも一時的に交流によって駆動される。このことは、とりわけ交番モードの場合に行われる。このやり方で空気チャネル１の凍結を阻止することができる。
【００５２】
前述の換気装置により非中央型換気機器を実現することができ、この換気機器は熱回収と除湿の機能を有し、温暖な地域でも駆動することができる。同時にこの換気装置は、極寒の領域、すなわち寒冷地域で使用するのにも適する。温度調整素子を、前置接続されたセラミック製換熱器と付加的に組み合わせると、高い熱回収を備える換気システムの建造が、全くの気候的な制限なしで可能である。ここで運転のために必要なセンサ機構は換気機器の１つにだけ備わっていれば良い。なぜならそのセンサ機構を介して制御回路および調整回路５は、任意の数の他の非中央型換気装置を制御することができるからである。
【符号の説明】
【００５３】
１…空気チャネル、２…壁、３…外側ボンネット、４…カバー、５…制御回路および調整回路、６…少なくとも１つの軸方向ベンチレータ、７…少なくとも１つの蓄熱器、８…第１の温度調整体、９…第２の温度調整体、１０…ペルティエ素子、１１…長手分割部、１２…第１の通流チャネル、１３…第２の通流チャネル。
【図１】
2013205007.tif 000003
【図２】
2013205007.tif 000004