Titelaufnahme

Titel
Simulation und Entwicklung eines hocheffizienten Wärmerückgewinnungsventilators / Christoph Speer
Weitere Titel
Simulation and development of a highly efficient heat recovery fan
VerfasserSpeer, Christoph
Begutachter / BegutachterinnenAuer, Thomas
Betreuer / BetreuerinnenFeist, Wolfgang
Erschienen2015
UmfangVIII, 86 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Innsbruck, Dissertation, 2015
Datum der AbgabeOktober 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Lüftungssystem / Wärmerückgewinnungsventilator / Gebäudemodernisierung / Fassadenintegration
Schlagwörter (EN)ventilation system / heat recovery fan / building modernization / facade integration / ventilation system - heat recovery fan - building modernization - facade integration
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Zusammenfassung (Deutsch)

Lüftungssysteme werden sowohl im Neubau als auch in der Gebäudesanierung eingesetzt um die Raumluftqualität sicherzustellen. Dezentrale Geräte sollten neben hoher strömungsmechanischer und thermischer Effizienz auch eine möglichst kostengünstige Fertigungsmöglichkeit in Kombination mit hohem Funktionsumfang und geringen Betriebskosten aufweisen. Bei einer sehr kompakter Ausführung des Systems bietet sich darüber hinaus die Möglichkeit der Wandintegration, wodurch Aufstellfläche im Wohnraum eingespart werden kann. Mit dem Ziel diese Anforderungen zu erfüllen wurde das Konzept des CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) entwickelt. Hierbei erzeugt ein Querstromventilator beide Luftströme (Ab-/Fortluft und Außen-/Zuluft) und fungiert simultan als regenerativer Gegenstromwärmeübertrager. Auftretendes Kondensat in der Abluft kann durch die Blätter des Ventilators in die Zuluft übergeführt werden. Diese Eigenschaften ermöglichen es, alle Aufgaben in einer einzigen Komponente zu konzentrieren und auf Vorrichtungen für Kondensatablauf und Frostschutz verzichten zu können. Systemspezifische Lösungen zur Balancierung der beiden Luftströme und zur Implementierung eines Sommerbypass-Modus werden zusammen mit dem Ventilator und einer optimierten Strömungsführung in einem sehr kompakten und flachen Gehäuse vereint. Spülkammern im Innenraum des Ventilators sorgen dabei für eine Reduktion von systembedingter Leckage. Auf Basis von analytischen sowie numerischen strömungsmechanischen und thermischen Berechnungen wurde das Konzept des CHRF entwickelt sowie ein Funktionsmuster gefertigt und messtechnisch untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchung haben gezeigt, dass das Konzept des CHRF erfolgreich umgesetzt werden konnte. Die Vor- und Nachteile des Systems, mögliche Einsatzbereiche und noch offene Fragestellungen werden erörtert.

Zusammenfassung (Englisch)

Ventilation systems are used in new buildings as well as in the modernization of existing buildings to ensure indoor air quality. For decentralized ventilation units a high aerodynamic and thermal efficiency, a low priced production combined with high functionality and low operating costs should be achieved. A very compact system design provides the possibility to integrate the system into the building envelope and thus save space in the residential area. With the aim to meet these requirements the concept of the CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) was developed. In this concept, one crossflow fan generates both air flows (extract/exhaust air and outdoor/supply air) and acts simultaneously as regenerative counterflow heat exchanger. Condensate that occurs within the extract air can be transferred to the supply air by the blades of the fan. These characteristics make it possible to concentrate all tasks in a single component and to design the system without devices for condensate drain and frost protection. System-related solutions for balancing both air flows and for implementing a summerbypass mode are combined together with the fan and an optimized flow conduction in a compact and slim housing. Flushing chambers in the interior of the fan ensure reduction of systemic leckage. On the basis of analytical and numerical fluid mechanical and thermal calculations, the concept of the CHRF was developed as well as a labaratory prototype produced and tested by measurement. The results of the examination have shown that the concept of the CHRF has been successfully implemented. The advantages and disadvantages of the system, possible areas of application and open-ended questions are discussed.

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