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Patent Searching and Data


Title:
MODULAR HEAT EXCHANGER AND VENTILATION UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/056808
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a modular heat exchanger comprising at least two heat exchanger base bodies designed as gas-solid heat exchangers, each with a plurality of channels through which flow can pass, and at least one connecting element with which the heat exchanger base bodies can be connected to one another.

Inventors:
MERSCHER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/075312
Publication Date:
March 21, 2024
Filing Date:
September 14, 2023
Export Citation:
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Assignee:
LUNOS LUEFTUNGSTECHNIK GMBH & CO KG FUER RAUMLUFTSYSTEME (DE)
International Classes:
F28D17/02; F24F12/00; F28D21/00
Domestic Patent References:
WO2018233775A12018-12-27
Foreign References:
DE102017117571A12018-11-15
DE202014003368U12014-07-23
DE102015103594B32016-03-31
DE102011080358A12013-02-07
DE102014200538A12015-07-16
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Modularer Wärmetauscher umfassend

- mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper ausgebildet als Gas-Festkörper- Wärmetauscher mit jeweils einer Vielzahl von durchströmbaren Kanälen sowie

- mindestens ein Verbindungselement, mit dem die Wärmetauschergrundkörper miteinander verbindbar sind.

2. Modularer Wärmetauscher nach Anspruch 1 , bei dem die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper scheibenförmig, mit mehreckigem oder rundem Querschnitt oder als Kreissegmente ausgebildet sind.

3. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper parallel durchströmbar angeordnet sind.

4. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Wärmetauschergrundkörper zu mindestens einem weiteren Wärmetauschergrundkörper in einem montierten Zustand in Reihe geschaltet ist.

5. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem bei mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper mindestens einer der Kanäle einen rechteckigen, sechseckigen, mehreckigen oder runden Querschnitt aufweist und/oder mindestens einer der Kanäle einen über eine Länge des Wärmetauschergrundkörpers veränderlichen Querschnitt aufweist und/oder mindestens einer der Kanäle gerade oder gewunden ausgeführt ist.

6. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem in mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper Kanäle mit verschiedenen Querschnitten angeordnet sind, insbesondere mit hinsichtlich einer Grundform und/oder Größe verschiedenen Querschnitten.

7. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Wärmetauschergrundkörper eine über seinen Querschnitt regelmäßig variierende Kanalstruktur aufweist, insbesondere Kanäle mit größerem Durchmesser in einem Innenbereich und Kanäle mit einem kleineren Durchmesser im Außenbereich. 8. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend mindestens einen kreissegmentförmingen Blockadekörper, der über keine durchströmbaren Kanäle verfügt und der über das mindestens eine Verbindungselement mit mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper verbindbar ist.

9. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der Wärmetauschergrundkörper eine Keramik, einen Polymerwerkstoff, insbesondere Polystyrol oder ABS, oder einen metallischen Werkstoff, insbesondere einen Edelstahl, aufweist.

10. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der Kanäle mindestens eines der Wärmetauschergrundkörper eine innere Beschichtung oder eine innere Strukturierung aufweist.

11. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Verbindungselement an mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper ausgebildet ist.

12. Modularer Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Verbindungselement ein separates Bauteil ist, insbesondere ein in einem montierten Zustand zwischen den Wärmetauschergrundkörpern angeordnetes Verbindungselement oder eine um zumindest Teile der Wärmetauschergrundkörper angeordnete Aufnahme oder ein Gehäuse um die Wärmetauschergrundkörper ist.

13. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, der zwischen den mindestens zwei Wärmetauschergrundkörpern eine Trennwand aufweist, über die zwei Luftströme voneinander fluidisch vollständig trennbar sind, wobei insbesondere die Trennwand eine gerade Wand oder ein geschlossener Ring ist.

14. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassend einen in einem montierten Zustand zwischen den mindestens zwei Wärmetauschergrundkörpern angeordneten Abstandshalter, wobei der Abstandshalter an mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper oder als separater Abstandshalter oder als Bestandteil des Verbindungselementes ausgebildet ist.

15. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Abstandshalter ausgebildet und/oder angeordnet ist, im montierten Zustand eine erste Menge von Kanälen eines Wärmetauschergrundkörpers fluidisch von einerzweiten Menge von Kanälen dieses Wärmetauschergrundkörpers zu trennen.

16. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zwischen den mindestens zwei Wärmetauschergrundkörpern ein poröses Material angeordnet ist, wobei das poröse Material insbesondere eine Watte, ein Vlies, ein Schaummaterial ist.

17. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper unterschiedlich aufgebaut sind, insbesondere unterschiedliche Längen, unterschiedliche Kanalstrukturen und/oder unterschiedliche Materialien aufweisen.

18. Modularer Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper in einem montierten Zustand zueinander verdreht angeordnet sind.

19. Lüftungsgerät mit mindestens einem insbesondere bidirektional betreibbaren Ventilator und mindestens einem modularen Wärmetauscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.

20. Lüftungsgerät nach Anspruch 19 weiter aufweisend einen zwischen dem bidirektional betreibbaren Ventilator und dem modularen Wärmetauscher angeordneten Strömungsvergleichmäßiger aus porösem Material, an dessen Stegen Luftmoleküle derart umgelenkt werden, dass hinter dem Ventilator entstehende Totzonen ausgeglichen werden.

21 . Doppel-Lüftungsgerät zur Innenraumbelüftung, aufweisend in einem gemeinsamen Gehäuse

- eine erste Luftführungseinrichtung zur Führung eines ersten Luftstroms, die einen ersten innenraumseitigen Auslass, einen ersten Strömungsraum, in welchem wenigstens ein erster bidirektional betreibbarer Ventilator angeordnet ist, und einen ersten außenseitigen Auslass aufweist,

- eine von der ersten Luftführungseinrichtung fluidisch vollständig getrennte zweite Luftführungseinrichtung zur Führung eines zweiten Luftstroms, die einen zweiten innenraumseitigen Auslass, einen zweiten Strömungsraum, in welchem wenigstens ein zweiter bidirektional betreibbarer Ventilator angeordnet ist, und einen zweiten außenseitigen Auslass aufweist,

- einen modularen Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, der sich in der ersten und in der zweiten Luftführungseinrichtung erstreckt, in beiden Luftführungs- einrichtungen zwischen dem jeweiligen innenraumseitigen und dem außenseitigen Auslass angeordnet ist, und ausgebildet ist, den ersten Luftstrom und den zweiten Luftstrom fluidisch getrennt, jedoch thermisch gekoppelt zu führen, wobei der modulare Wärmetauscher in der ersten und der zweiten Luftführungseinrichtung jeweils zusätzlich einen Regenerator bildet, - wobei der erste und der zweite innenraumseitige Auslass fluidisch vollständig getrennt in einem gemeinsamen innenraumseitigen Teilgehäuse angeordnet sind sowie der erste und der zweite außenseitige Auslass fluidisch vollständig getrennt in einem gemeinsamen außenseitigen Teilgehäuse angeordnet sind, und

- wobei der erste und der zweite Strömungsraum sowie der modulare Wärmetau- scher in einem gemeinsamen Mittelteil des Gehäuses angeordnet sind.

Description:
Modularer Wärmetauscher und Lüftungsgerät

Die Erfindung betrifft einen modularen Wärmetauscher sowie ein Lüftungsgerät mit einem solchen modularen Wärmetauscher.

Sanierte und neue Wohngebäude müssen nach aktueller gesetzlicher Lage nahezu luftdicht sein. Die früher übliche Fugenlüftung wird daher zunehmend durch aktive Lüftungs- konzepte ersetzt. Hierbei kommen Wohnungslüftungssysteme zum Einsatz, deren Aufgabe es ist, Außenluft bedarfsgerecht zuzuführen und Abluft nach außen zu transportieren.

Solche Lüftungssysteme basieren auf einer bedarfsgerechten Durchströmung des gesamten Wohnbereichs. Zur Minimierung des Platzbedarfes wurden bereits dezentrale Systeme mit Wärmetauschern entwickelt, wie beispielsweise in DE 10 2011 080 358 sowie in DE 10 2014 200 538 beschrieben. Als Wärmetauscher werden hier bevorzugt einstückige

Keramikwärmetauscher eingesetzt. Die Herstellung derartiger Keramikwärmetauscher ist teuer und energieaufwendig, darüber hinaus können Keramikwärmetauscher nach ihrer Herstellung nur schwierig in ihrer Länge an Einbaugegebenheiten angepasst werden.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen modularen Wärmetauscher ge- mäß Anspruch 1. Der modulare Wärmetauscher umfasst mindestens zwei Wärmetau- schergrundkörper ausgebildet als Gas-Festkörper-Wärmetauscher mit jeweils einer Vielzahl von durchströmbaren Kanälen sowie mindestens ein Verbindungselement, mit dem die Wärmetauschergrundkörper miteinander verbindbar sind.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass über die Verwendung mehrerer Wärmetauschergrundkörper, die über ein Verbindungselement miteinander verbindbar sind und so gemeinsam den Wärmetauscher bilden, sowohl die Flexibilität des Wärmetauschers verbessert werden kann, da sein Aufbau nunmehr von der Zahl und Beschaffenheit der Wärmetauschergrundkörper abhängt, als auch Energie- und Kosteneffizienz über die Herstellung einer Vielzahl von Wärmetauschergrundkörpern, die kleiner sind als bekannte Wärmetauscher, gesteigert werden kann.

In einem montierten Zustand sind die Wärmetauschergrundkörper über das Verbindungselement miteinander verbunden.

Der modulare Aufbau des Wärmetauschers erlaubt es, beispielsweise die Länge des montierten Wärmetauschers unkompliziert an Einbaugegebenheiten anzupassen, indem weitere Wärmetauschergrundkörper hinzugefügt werden oder eine geringere Zahl von Wärmetauschergrundkörpern miteinander verbunden und eingebaut werden und so die Länge des Wärmetauschers eingestellt werden kann.

Zudem schließt die Erfindung die Erkenntnis ein, dass es der modulare Aufbau erlaubt, zwischen den Wärmetauschergrundkörpern weitere Elemente vorzusehen, über die die Gesamteffizienz des modularen Wärmetauschers im Betrieb gesteigert werden kann.

Darüber hinaus schließt die Erfindung die Erkenntnis ein, dass ein modularer Aufbau des Wärmetauschers es erlaubt, unterschiedliche Wärmetauschergrundkörper miteinander zu kombinieren und darüber beispielsweise durch geschickte Luftführung, Einsatz verschiedener Materialien oder Geometrieanpassung die Effizienz des Wärmetauschers als Ganzes zu steigern.

Die mit dem modularen Wärmetauscher erzielbaren Effizienzsteigerungen ermöglichen auch die Verwendung von Materialien mit geringerer Wärmespeicherkapazität als Keramiken wie beispielsweise Polymerwerkstoffen als Material für die Wärmetauschergrundkörper, was zu starken Energieeinsparungen in der Herstellung führt und auch materialseitig sowie über die einsetzbaren Herstellungsverfahren die Kosten weiter reduzieren kann. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers beschrieben.

Jeder Wärmetauschergrundkörper ist bevorzugt derart aufgebaut, dass er sich in mindestens einer seiner Ausdehnungsrichtungen weiter erstreckt als in der Ausdehnungsrichtung in der er im montierten Zustand durchströmt wird, also als seine Länge ist. Mit anderen Worten ist jeder Wärmetauschergrundkörper breiter oder höher oder hat einen größeren Durchmesser als er lang ist.

Vorteilhaft sind die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper scheibenförmig ausgebildet, weisen also jeweils eine Länge auf, die kleiner ist als ihr Durchmesser. Über derartige vergleichsweise kurze Wärmetauschergrundkörper kann die Länge des montierten modularen Wärmetauschers variiert werden. Bevorzugte Längen der Wärmetauschergrundkörper liegen im Bereich von 0,5 mm bis 60 mm. Eine bevorzugte Länge beträgt 30 mm. Die Wärmetauschergrundkörper können dabei bevorzugt sowohl als Bleche, insbesondere mit einer Länge von 1-2 mm, anders ausgedrückt mit einer Dicke von 1-2mm, als auch als dickere Scheiben, insbesondere mit Längen von 20 - 40 mm ausgebildet sein. Die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper weisen in Ausführungsformen einen runden oder mehreckigen Querschnitt auf.

Die Wärmetauschergrundkörper können auch als Kreissegmente ausgebildet sein. Diese können dann zu einem Wärmetauscher mit rundem Querschnitt zusammengesetzt werden. Alternativ können auch mehrere Wärmetauschergrundkörper mit mehreckigem Querschnitt zu einem Wärmetauscher mit größerem mehreckigen Querschnitt zusammengesetzt werden. In einer weiteren Variante kann ein Wärmetauschergrundkörper auch eine zentrale Aussparung aufweisen, in der ein weiterer Wärmetauschergrundkörper angeordnet ist. Insbesondere kann ein Wärmetauschergrundkörper ringförmig ausgebildet sein und ein weiterer kreisförmig, wobei der ringförmige Wärmetauschergrundkörper ausgebildet sein kann, den kreisförmigen Wärmetauschergrundkörper in seinem hohlen Innenraum aufzunehmen.

In einer Ausführungsform sind mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper parallel durchströmbar angeordnet und bilden so eine Ebene des modularen Wärmetauschers. Damit können unterschiedliche Wärmetauschergrundkörper für unterschiedliche Bereiche parallel eingesetzt werden. Es ist weiter vorteilhaft, wenn mindestens ein Wärmetauschergrundkörper zu mindestens einem weiteren Wärmetauschergrundkörper in einem montierten Zustand in Reihe geschaltet ist. Mit anderen Worten kann eine solche Ebene des Wärmetauschers mit einem oder mehreren Wärmetauschergrundkörpern, der oder die eine weitere Ebene bildet, zum Wärmetauscher zusammengesetzt werden. Damit kann die durchströmbare Länge des Wärmetauschers angepasst werden.

In einer Ausführungsform weist bei mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper mindestens einer der Kanäle einen rechteckigen, sechseckigen, mehreckigen, ovalen oder runden Querschnitt auf. Beispiele hierfür sind insbesondere der nachfolgenden Fig. 12 zu entnehmen. Bevorzugt weist mindestens einer der Kanäle einen über eine Länge des Wärmetauschergrundkörpers veränderlichen Querschnitt auf. Darüber hinaus kann mindestens einer der Kanäle gerade oder gewunden ausgeführt sein. Insbesondere eine gewundene Ausführung erlaubt eine Vergrößerung der effektiven Strömungslänge durch den Kanal sowie durch die Windungen, bevorzugt in Form von Knicken oder Spiralen, vermehrtes Auftreffen von Luftmolekülen auf die Wände des Kanals, was zu einem verbesserten Wärmeübergang führt.

Es ist bevorzugt, dass in mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper Kanäle mit verschiedenen Querschnitten angeordnet sind, insbesondere mit hinsichtlich einer Grundform und/oder Größe verschiedenen Querschnitten. Über Variationen der Kanalquerschnitte im Wärmetauschergrundkörper kann die Effizienz des Wärmetauschers insgesamt positiv beeinflusst werden. So können die Kanalquerschnitte an Strömungsprofile am jeweiligen Einsatz des modularen Wärmetauschers angepasst werden, um die Wärmeübertragung zwischen durch den Wärmetauschergrundkörper geführter Luft und Wärmetauschergrundkörper zu optimieren.

Es ist dabei insbesondere vorteilhaft, wenn mindestens ein Wärmetauschergrundkörper eine über seinen Querschnitt regelmäßig variierende Kanalstruktur aufweist, insbesondere Kanäle mit größerem Durchmesser in einem Innenbereich und Kanäle mit einem kleineren Durchmesser im Außenbereich. Damit stehen im in der Regel beim Einsatz von beispielsweise Axialventilatoren stärker durchströmten Außenbereich größere Flächen an Kanalwänden für den Wärmeübertrag zur Verfügung als im schlechter durchströmten Innenbereich.

In einer Ausführungsform ist es weiter bevorzugt, wenn in einem Innenbereich Kanäle mit einem sechseckigen Querschnitt und in einem Außenbereich Kanäle mit einem viereckigen Querschnitt angeordnet sind. Auch hier ist die Wandfläche für die Wärmeübertragung an die Durchströmung angepasst. In einer weiteren Ausführungsform können in mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper einzelne Kanäle ausgefüllt sein. Dies ist beispielsweise in Kanälen sinnvoll, die an Totzonen eines mit dem modularen Wärmetauscher eingesetzten Ventilators anschließen und die daher ohnehin schlecht oder gar nicht durchströmt würden. Über die Füllung der Kanäle werden etwaige geringe Strömungen in andere Kanäle umgelenkt, was die Möglichkeit des Wärmeübertrags zu oder von den Kanalwänden erhöht und so zu einer verbesserten Effizienz führen kann. Darüber hinaus können in Reihe durchströmte Wärmetauschergrundkörper auch bevorzugt so angeordnet sein, dass derartige verschlossene Kanäle im einen Wärmetauschergrundkörper versetzt zu verschlossenen Kanälen im anderen Wärmetauschergrundkörper angeordnet sind und damit der Wärmeübertrag durch vermehrte Umlenkung der Luftströmung weiter verbessert wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher mindestens einen kreis- segmentförmingen Blockadekörper, der über keine durchströmbaren Kanäle verfügt und der über das mindestens eine Verbindungselement mit mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper verbindbar ist.

Mit Hilfe des Blockadekörpers kann eine noch stärkere Luftrotation im Wärmetauscher erreicht werden, weil der Bereich des Blockadekörpers nicht durchströmt werden kann. Insbesondere in Ausführungsformen, in denen mehrere Blockadekörper versetzt zueinander in Strömungsrichtung in Reihe zueinander angeordnet sind, verhindern diese auch einen subjektiven Eindruck eines Loches in der Wand beim Blick durch den Wärmetauscher

Der Blockadekörper weist bevorzugt eine Keramik, einen Polymerwerkstoff, insbesondere Polystyrol oder ABS, oder einen metallischen Werkstoff, insbesondere einen Edelstahl auf.

In einer Ausführungsform weist mindestens einer der Wärmetauschergrundkörper eine Keramik, einen Polymerwerkstoff, insbesondere Polystyrol oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Sty- rol-Copolymer), oder einen metallischen Werkstoff, insbesondere einen Edelstahl oder Aluminium, auf. Der modulare Aufbau des Wärmetauschers und die damit einhergehende mechanischen Möglichkeiten zur Optimierung des Wärmeübergangs zwischen Luftströmung und Wärmetauschergrundkörper ermöglicht neben gängigen Werkstoffen für Wärmetauscher wie Keramik oder Metalle auch die Nutzung von Polymerwerkstoffen im Wärmetauschergrundkörper, welche deutlich günstigere Herstellungsverfahren ermöglichen.

Das Verbindungselement kann aus demselben Werkstoff wie der Wärmetauschergrundkörper gefertigt sein, aber auch die Verwendung von unterschiedlichen Werkstoffen für Verbindungselement und Wärmetauschergrundkörper sind möglich, beispielsweise kann der Wärmetauschergrundkörper aus Keramik aufgebaut sein und das Verbindungselement aus einem Polymerwerkstoff.

In einer Ausführungsform weist mindestens einer der Kanäle mindestens eines der Wärmetauschergrundkörper eine innere Beschichtung oder eine innere Strukturierung aufweist. Besonders bevorzugt ist die innere Beschichtung Sand oder ein vergleichbares körniges Material ist, das insbesondere aufgeklebt ist und/oder eine metallische, keramische oder Polymer-Beschichtung und weist insbesondere ein anderes Material auf als der Wärmetauschergrundkörper. Über derartige Beschichtung kann die Effizienz des modularen Wärmetauschers weiter verbessert werden, indem die für den Wärmeübergang zur Verfügung stehende innere Oberfläche des jeweiligen Kanales vergrößert wird oder durch den Einsatz von Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit in der Beschichtung.

Mindestens einer der Wärmetauschergrundkörper und/oder das mindestens eine Verbindungselement sind bevorzugt spritzgegossen, stranggepresst oder mittels 3D-Druck hergestellt ist. Auch Fräsen, Walzen oder Wickeln eignen sich als Herstellungsverfahren.

In einer Ausführungsform ist das Verbindungselement an mindestens einem der Wärmetauscher ausgebildet.

Alternativ kann das Verbindungselement auch ein separates Bauteil sein, insbesondere ein zwischen den Wärmetauschergrundkörpern angeordnetes Verbindungselement oder eine um zumindest Teile der Wärmetauschergrundkörper angeordnete Aufnahme oder ein Gehäuse um die Wärmetauschergrundkörper. In einer weiteren Ausführungsform, insbesondere bei sehr dünnen Wärmetauschergrundkörpern kann das Verbindungselement auch eine Stange, insbesondere auch eine Gewindestange, sein, auf der die Wärmetauchergrundkörper bevorzugt beabstandet voneinander angebracht sind. Der Abstand kann von Abstandshaltern zwischen den Wärmetauschergrundkörpern oder von auf dem Verbindungselement angebrachten Positionselementen, wie beispielsweise Muttern im Falle von Gewindestangen oder Anschlägen, sichergestellt werden. Auch können die Wärmetauschergrundkörper mit dem Verbindungselement über eine Klebung, Schweißung oder sonstige stoffschlüssige Verbindung verbunden sein und derart die Abstände sichergestellt werden. Das mindestens eine Verbindungselement weist in einer Ausführungsform mindestens zwei Federn zum Eingreifen in jeweils eine an einem der Wärmetauschergrundkörper angeordnete Nut auf. Bevorzugt können am Wärmetauschergrundkörper auch mehrere Nuten vorhanden sein, um die Position des Wärmetauschergrundkörpers variieren zu können. Auch Rasten können am Verbindungselement eingesetzt werden. Auch kann am Verbindungselement ein Gewinde oder ein Gewindeteil eingebracht sein, in das Wärmetauschergrundkörper eingeschraubt werden können.

Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Verbindungselement nach außen dicht abschließt und insbesondere Dichtstrukturen wie Dichtlippen aufweist. Damit kann ein unerwünschter Strömungsverlust nach außen vermieden und Dichtheitsanforderungen für Lüftungseinrichtungen genüge getan werden.

Das Verbindungselement kann zusätzlich eine Wärmedämmung aufweisen. Insbesondere kann auch um den gesamten modularen Wärmetauscher eine Wärmedämmung zur Vermeidung unerwünschter Wärmeverluste angeordnet sein.

Besonders bevorzugt ist es, wenn in einem montierten Zustand eine Einströmebene des einen Wärmetauschergrundkörpers von einer Ausströmebene des anderen Wärmetauschergrundkörpers 1 - 10 mm beabstandet angeordnet ist, bevorzugt im Bereich von 3 - 5 mm. Ein solcher Abstand der Wärmetauschergrundkörper voneinander führt zu einer Verwirbelung der Luftströmung im entstehenden Zwischenraum und damit zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Luftströmung über den Querschnitt des Wärmetauschergrundkörpers beim Eintritt in den Wärmetauschergrundkörper als dies der Fall ist, wenn die Wärmetauschergrundkörper direkt aneinander anschließen. Damit wird über die gleichmäßigere Anströmung wiederum die Effizienz des modularen Wärmetauschers weiter verbessert. Unter der Ein- und Ausströmebene werden in diesem Zusammenhang die Ein- und Austrittsebenen der durchströmbaren Kanäle des Wärmetauschergrundkörpers verstanden. Diese Ebenen können je nach Ausformung des Wärmetauschergrundkörpers auch konvex oder konkav geformt sein. Ein- und Ausströmebene beziehen sich auf eine bestimmte Durchströmungsrichtung, in der die Wärmetauschergrundkörper nacheinander durchströmt werden. Da erfindungsgemäße modulare Wärmetauscher in zwei Richtungen durchströmt werden können sind die Ein- und Ausströmebenen nicht anhand konstruktiver Merkmale zu unterscheiden, sondern beziehen sich im auf eine bestimmte Strömungsrichtung. Somit wird bei Änderung der Strömungsrichtung eine Einströmebene zu einer Ausströmebene und umgekehrt. Bevorzugt umfasst der modulare Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem montierten Zustand einen zwischen den mindestens zwei Wärmetauschergrundkörpern angeordneten Abstandshalter, wobei der Abstandshalter an mindestens einem der Wärmetauschergrundkörper oder als separater Abstandshalter oder als Bestandteil des Verbindungselementes ausgebildet ist. Über einen solchen Abstandshalter kann die Einhaltung eines vorbestimmten Abstands eingehalten werden. Mögliche Ausführungsformen umfassen beispielsweise Anschläge für die Wärmetauschergrundkörper am Verbindungselement oder über die Einström- oder Ausströmebene mindestens eines der Wärmetauschergrundkörper hervorstehende Ränder oder Elemente. Diese Elemente können beispielsweise Wanderhöhungen der Wände bestimmter Kanäle sein.

In bevorzugten Ausführungsformen kann der Abstandshalter ausgebildet und/oder angeordnet sein, im montierten Zustand eine erste Menge von Kanälen eines Wärmetauschergrundkörpers fluidisch von einer zweiten Menge von Kanälen diese Wärmetauschergrundkörpers zu trennen. Damit können Luftströme fluidisch getrennt voneinander geleitet werden, aber auch Teilbereiche des Wärmetauschergrundkörpers von der Luftströmung abgekoppelt werden und in den Kanälen dieser Teilbereiche beispielsweise elektrische Leitungen geführt werden oder diese Kanäle in einigen Ausführungsformen nicht genutzt werden.

In einer Ausführungsform ist mindestens einer der Wärmetauschergrundkörper auf mindestens einer Seite gewölbt geformt, insbesondere konkav geformt. Über eine konkave Form des Wärmetauschergrundkörpers ist ein Abstand zwischen zwei Wärmetauschergrundkörper in einem Innenbereich größer als im Außenbereich. Darüber kann ebenfalls ein wie vorstehend erläutert vorteilhafter Abstand erreicht werden, in dem die Strömung verwirbelt und damit der Wärmetauschergrundkörper über seinen Querschnitt gleichmäßiger angeströmt wird.

In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Verbindungselement und/oder der Abstandshalter eine Trennwand auf, über die zwei Luftströme voneinander fluidisch vollständig trennbar sind, wobei insbesondere die Trennwand eine gerade Wand oder ein geschlossener Ring ist. Diese Ausführungsform erlaubt den Einsatz des modularen Wärmetauschers auch in Anwendungen, in denen in einem Gehäuse zwei Luftströme voneinander fluidisch getrennt geführt werden. Eine solche Trennwand kann auch als separates Element beispielsweise versehen mit Dichtungen im modularen Wärmetauscher vorgesehen sein oder als integraler Bestandteil an einem oder mehreren der Wärmetauschergrundkör- per realisiert sein. Eine solche Trennwand kann auch zwei Bereiche des Wärmetauschergrundkörpers voneinander trennen, von denen nur einer im Betrieb durchströmt wird, während der andere zur Durchführung von Kabeln oder ähnlichem genutzt werden kann.

In einer Ausführungsform ist in einem montierten Zustand zwischen den mindestens zwei Wärmetauschergrundkörpern ein poröses Material angeordnet, wobei das poröse Material insbesondere eine Watte, ein Vlies, ein Schaummaterial ist. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn das poröse Material eine Stegstruktur aufweist, die dünn ist im Vergleich zu Durchlässen des porösen Materials. Eingesetzte Schaummaterialien sind bevorzugt Schaummaterialien mit einer Porenmenge im Bereich von ppi 10 -30 weiter bevorzugt von ppi 10 - 20. Das poröse Material zwischen den Wärmetauschergrundkörpern sorgt für weitere Umlenkungen oder Brechung der Luftströmung, was wiederum zu einem erhöhten Wärmeübergang in den nachfolgenden durchgehenden Kanälen und damit einer verbesserten Effizienz beiträgt.

In bevorzugten Ausführungsformen sind die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper unterschiedlich aufgebaut, insbesondere weisen sie unterschiedliche Längen, unterschiedliche Kanalstrukturen und/oder unterschiedliche Materialien auf. Mit diesen Ausführungsformen kann die Effizienz des modularen Wärmetauschers weiter gesteigert werden, da die Wärmetauschergrundkörper an die Strömungsgegebenheit im Anwendungsfall individuell angepasst werden können. Hierbei unterscheiden sich die Kanalstrukturen bevorzugt in Durchmesser, Wandstärken und/oder Querschnittsformen der Kanäle. Es können auch jeweils unterschiedliche Bereiche ganz verschlossen sein.

Alternativ können auch mehrere oder alle Wärmetauschergrundkörper eines Wärmetauschers gleich aufgebaut sein. Dies erlaubt die Reduzierung von Herstellungskosten.

In einer weiteren Ausführungsform sind die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper in einem montierten Zustand zueinander verdreht angeordnet. Darüber wird sichergestellt, dass die Strömung zumindest nicht an allen Stellen des Querschnitts der Wärmetauschergrundkörper direkt von einem Kanal eines Wärmetauschergrundkörpers in einen Kanal des nächsten Wärmetauschergrundkörpers übergehen kann, dies führt zu einer Umlenkung der Strömung und erhöht im Kanal des nächsten Wärmetauschergrundkörpers die Chance, dass Luftmoleküle mit den Kanalwänden in Kontakt kommen. Somit wird der Wärmübergang gefördert und die Effizienz des modularen Wärmetauschers gesteigert. Bevorzugt sind dabei zwei aufeinanderfolgende Wärmetauschergrundkörper zueinander im Winkel von 30° oder 60° gegeneinander verdreht angeordnet. Alternativ können die mindestens zwei Wärmetauschergrundkörper auch fluchtend zueinander angeordnet sein, so dass eine Luftströmung durch die Kanäle jeweils ungehindert strömen kann. Damit kann ein höherer Volumenstrom oder ein geringerer Druckaufbau erreicht werden als bei gegeneinander verdrehten Wärmetauschergrundkörpern und damit versetzten Strömungswegen.

In einer Ausführungsform umfasst der modulare Wärmetauscher mindestens drei Wärmetauschergrundkörper, wobei ein erster und ein zweiter Wärmetauschergrundkörper einen anderen Verdrehwinkel zueinander aufweisen als der zweite Wärmetauschergrundkörper und ein dritter Wärmetauschergrundkörper. Hierüber wird eine weitere Umlenkung der Strömung zumindest in einigen Kanälen erzwungen und so die Effizienz weiter gesteigert.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Lüftungsgerät mit mindestens einem insbesondere bidirektional betreibbaren Ventilator und mindestens einem modularen Wärmetauscher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Durch die Nutzung des modularen Wärmetauschers kann insbesondere die Effizienz des Lüftungsgerätes im Ganzen gesteigert werden, so kann mehr Wärme in einem Zyklus gespeichert und im nächsten abgegeben werden.

In einer Ausführungsform des Lüftungsgerätes ist zwischen dem bidirektional betreibbaren Ventilator und dem modularen Wärmetauscher ein Strömungsvergleichmäßiger aus porösem Material angeordnet, an dessen Stegen Luftmoleküle derart umgelenkt werden, dass hinter dem Ventilator entstehende Totzonen ausgeglichen werden.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Doppel-Lüftungsgerät zur Innenraumbelüftung, aufweisend in einem gemeinsamen Gehäuse eine erste Luftführungseinrichtung zur Führung eines ersten Luftstroms, die einen ersten innenraumseitigen Auslass, einen ersten Strömungsraum, in welchem wenigstens ein erster bidirektional betreibbarer Ventilator angeordnet ist, und einen ersten außenseitigen Auslass aufweist, eine von der ersten Luftführungseinrichtung fluidisch vollständig getrennte zweite Luftführungseinrichtung zur Führung eines zweiten Luftstroms, die einen zweiten innenraumseitigen Auslass, einen zweiten Strömungsraum, in welchem wenigstens ein zweiter bidirektional betreibbarer Ventilator angeordnet ist, und einen zweiten außenseitigen Auslass aufweist, einen modularen Wärmetauscher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, der sich in der ersten und in der zweiten Luftführungseinrichtung erstreckt, in beiden Luftführungseinrichtungen zwischen dem jeweiligen innenraumseitigen und dem außenseitigen Auslass angeordnet ist, und ausgebildet ist, den ersten Luftstrom und den zweiten Luftstrom fluidisch getrennt, jedoch thermisch gekoppelt zu führen, wobei der modulare Wärmetauscher in der ersten und der zweiten Luftführungseinrichtung jeweils zusätzlich einen Regenerator bildet, wobei der erste und der zweite innenraumseitige Auslass fluidisch vollständig getrennt in einem gemeinsamen innenraumseitigen Teilgehäuse angeordnet sind sowie der erste und der zweite außenseitige Auslass fluidisch vollständig getrennt in einem gemeinsamen außenseitigen Teilgehäuse angeordnet sind, und wobei der erste und der zweite Strömungsraum sowie der modulare Wärmetauscher in einem gemeinsamen Mittelteil des Gehäuses angeordnet sind.

Insbesondere sind hierfür Ausführungsformen geeignet, bei denen eine Trennwand zur fluidischen Trennung des ersten und zweiten Luftstromes im modularen Wärmetauscher vorhanden ist. Aber auch alternative Realisierungen der Luftstromtrennung wie Dichtelemente sind möglich.

Mögliche Ausführungen und Vorteile, welche mit Bezug auf den modularen Wärmetauscher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind, beziehen sich ebenso auf das Lüftungsgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und das Doppel-Lüftungsgerät. So können für das (Doppel-)Lüftungsgerät beliebige Ausführungsformen und Weiterbildungen des modularen Wärmetauschers, wie mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläutert, verwendet werden. Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieser weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird daher auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des modularen Wärmetauschers verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine dreidimensionale Darstellung eines Wärmetauschergrundkörpers einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers, Fig. 2: eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers mit drei Wärmetauschergrundkörpern,

Fig. 3: eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers mit drei Wärmetauschergrundkörpern,

Fig. 4: eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers mit sechs Wärmetauschergrundkörpern,

Fig. 5: eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Lüftungsgerätes gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung,

Fig. 6: eine dreidimensionale Darstellung von Wärmetauschergrundkörpern einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers,

Fig. 7: eine dreidimensionale Darstellung von Wärmetauschergrundkörpern einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers.

Fig. 8A: eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers

Fig. 8B: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers aus Fig. 8A

Fig. 9A: eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers

Fig. 9B: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers aus Fig. 9A

Fig. 10A: eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers Fig. 10B: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers aus Fig. 10A

Fig. 11A: eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers

Fig. 11 B: eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers aus Fig. 11A

Fig. 12: verschiedene Querschnittsformen für Kanäle eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers

In der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen in der Regel auf ähnliche Elemente.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Wärmetauschergrundkörpers 100 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers. Der Wärmetauschergrundkörper ist ausgebildet als Gas-Festkörper-Wärmetauscher mit einer Vielzahl von durch ström baren Kanälen 120. Am Wärmetauschergrundkörper 100 sind vier Verbindungselemente 110 angeordnet. Die Verbindungselemente 110 sind in der gezeigten Ausführungsform als Federn ausgebildet, die in Nuten beispielsweise eines gleich aufgebauten Wärmetauschergrundkörpers 100 eingreifen können. Der Wärmetauschergrundkörper 100 besitzt eine Vielzahl von Nuten 130, dies ermöglicht es, beim Zusammenbau des modularen Wärmetauschers die Wärmetauschergrundkörper gleichen Aufbaus gegeneinander zu verdrehen. Dies wird anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert. Des Weiteren umfasst der Wärmetauschergrundkörper einen Abstandshalter 140, der hier als umlaufender Rand ausgebildet ist, der über die Einströmebene der durchströmbaren Kanäle und damit des Wärmetauschergrundkörpers vorsteht. Der Abstandshalter 140, an dem die Verbindungselemente 110 in Form von Federn angeformt sind, gewährleistet, dass in einem montierten Zustand des modularen Wärmetauschers eine Einströmebene des Wärmetauschergrundkörpers von einer Ausströmebene eines benachbarten Wärmetauschergrundkörpers be- abstandet ist, hier beträgt der Abstand 3 - 5 mm. Die durchströmbaren Kanäle 120 des Wärmetauschergrundkörpers 100 weisen in der gezeigten Ausführungsform rechteckige Querschnitte auf, mit Ausnahme der äußersten Kanäle, die an einer Wand des runden Wärmetauschergrundkörper abschließen. In hier nicht gezeigten Ausführungsformen sind auch sechseckige, mehreckige oder runde Querschnitte möglich. Die gezeigten durchströmbaren Kanäle 120 weisen hier einen über eine Länge des Wärmetauschergrundkörpers gleichmäßigen Querschnitt auf und sind auch über den Querschnitt des Wärmetauschergrundkörpers gleich aufgebaut. In alternativen hier nicht gezeigten Varianten können die Querschnitte der durchströmbaren Kanäle sowohl über die Länge des Wärmetauschergrundkörpers als auch über den Querschnitt des Wärmetauschergrundkörpers variieren. Derartige Ausführungsformen unterstützen die effiziente Ausnutzung vorhandener Strömungsprofile von Ventilatoren oder weiteren Bauteilen beim Einsatz des modularen Wärmetauschers in Lüftungsgeräten. Der Wärmetauschergrundkörper kann aus Keramik, aber insbesondere durch die effizienzerhöhenden Maßnahmen wie Abstand und Umlenkung bei verdrehter Anordnung auch aus Polymerwerkstoffen gefertigt sein. Hier sind besonders Polystyrol oder ABS (Acrylnitril-Butadien- Styrol-Copolymer) bevorzugt.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers 1000 mit drei gleich aufgebauten Wärmetauschergrundkörpern 200, 201 , 202. Die Wärmetauschergrundkörper 200, 201 , 202 sind ähnlich zu dem in Fig. 1 gezeigten Wärmetauschergrundkörper aufgebaut. Insofern wird im Folgenden vorwiegend auf die Unterschiede und ergänzende Aspekte eingegangen. Lediglich die Nuten 230, 231 , 232 sind hier als sich über die gesamte Länge des jeweiligen Wärmetauschergrundkörpers erstreckende Nuten ausgebildet. In diese Nuten greifen im montierten Zustand entsprechende als Federn 210, 211 , 212 ausgebildete Verbindungselemente ein. In der gezeigten Ausführungsform des modularen Wärmetauschers 1000 ist der mittlere Wärmetauschergrundkörper 201 um 30° gegenüberden Wärmetauschergrundkörpern 200 und 202 verdreht angeordnet. Die verdrehte Anordnung ist vorteilhaft, das sie zumindest Teile eines durch den modularen Wärmetauscher 1000 hindurchgeführten Luftstromes beim Übergang von einem Wärmetauschergrundkörper zum nächsten umlenkt, das der Wärmetauscher nicht vollständig gerade durchströmbar ist. Die Umlenkung erhöht im Kanal des nächsten Wärmetauschergrundkörpers die Wahrscheinlichkeit, dass Luftmoleküle mit den Kanalwänden in Kontakt kommen. Darüber kommt es zurvermehrten Wärmeübergang und die Effizienz des Wärmetauschers wird im Vergleich zu Wärmetauschern ohne Umlenkung erhöht. Die Umlenkung bei einigen der durchgehenden Kanäle lässt sich in der Vorderansicht gut erkennen. Beispielsweise ist der durchgehende Kanal 221 b des mittleren Wärmetauschers 201 durch die Verdrehung so angeordnet, dass er sich mit mehreren Kanälen 220 des ersten Wärmetauschers 200 überschneidet und sich ein Stegkreuz des ersten Wärmetauschers 200 nahezu zentral vor dem durchgehenden Kanal 221 b befindet. Damit können nur kleine Anteile der Strömung direkt in den durchgehenden Kanal 221 b gelangen. Hingegen ist der durchgehende Kanal 221 a fast vollständig gerade durchströmbar. In diesem Kanal 221 a findet in der Regel also weniger Wärmeübertragung statt als in Kanal

221 b. Die durchgehenden Kanäle des Wärmetauschergrundkörpers 202 sind nicht erkennbar, da dieser Wärmetauschergrundkörper 202 ebenso ausgerichtet ist wie der Wärmetauschergrundkörper 200. In den folgenden Fig. 3 und 4 werden weitere Anordnungen von Wärmetauschergrundkörpern in modularen Wärmetauschern gezeigt, mit denen die Effizienz weiter gesteigert werden kann.

Die Umlenkung fördert auch eine Verwirbelung der Luftströmung in den durch die Abstandshalter 240 entstehenden Zwischenräumen zwischen einer Ausströmebene der Kanäle des einen Wärmetauschergrundkörpers und einer Einströmebene des darauf in Strömungsrichtung folgenden Wärmetauschergrundkörpers. Auch dies trägt zu einer Erhöhung von Kontakten der Luftmoleküle mit den Kanalwänden im folgenden Wärmetauschergrundkörper bei und damit zu einer Erhöhung der Effizienz bei.

In der Vorderansicht ist ebenfalls zu erkennen, wie die Federn 211 in Nuten 230 eingreifen und damit die Wärmetauschergrundkörper miteinander verbinden.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers 1001 mit drei Wärmetauschergrundkörpern 200, 201 , 202. Die Wärmetauschergrundkörper 200, 201 , 202 entsprechen im Aufbau den in Fig. 2 gezeigt. Im Vergleich zu Fig. 2 hat sich lediglich die Anordnung der Wärmetauschergrundkörper zueinanderverändert. Auch Wärmetauschergrundkörper 200 ist hier nun im Vergleich zum Wärmetauschergrundkörper 202 verdreht angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind also alle Wärmetauschergrundkörper zueinander verdreht angeordnet, hier jeweils um 30° zum benachbarten Wärmetauschergrundkörper. Mit der daraus resultierenden weiteren Verringerung von gerade durchströmbaren Wegen durch den gesamten Wärmetauscher wird die Effizienz des modularen Wärmetauschers 1001 weiter verbessert.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine Vorderansicht und eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines modularen Wärmetauschers 1001 mit sechs Wärmetauschergrundkörpern 200, 201 , 202, 203, 204, 205. Die Wärmetauschergrundkörper 200, 201 , 202, 203, 204, 205 entsprechen ebenfalls im Aufbau den in Fig. 2 gezeigt. Hier ist eine weitere Möglichkeit der Effizienzsteigerung mittels Variation des modularen Aufbaus gezeigt, zum einen ist der Wärmetauscher 1002 insgesamt länger, es stehen also auch mehr Möglichkeiten des Wärmeübergangs über die Länge bereit, zum anderen ist hierjeder zweite Wärmetauschergrundkörper um 60 ° zum benachbarten Wärmetauschergrundkörper verdreht, dadurch ergibt sich von jedem Wärmetauschergrundkörper zum nächsten Wärmetauschergrundkörper für große Anteile der Strömung eine Umlenkung und damit eine erhöhte Effizienz

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Lüftungsgerätes 2000 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Das Lüftungsgerät 2000 weist einen hier bidirektional betreibbaren Ventilator 500 und einen modularen Wärmetauscher 1004 mit drei Wärmetauschergrundkörpern 300, 301 , 302 auf. Diese sind in der gezeigten Ausführungsform in einem gemeinsamen Gehäuse 600 angeordnet. Das gemeinsame Gehäuse kann im einfachsten Fall ein Lüftungsrohr sein, es kann aber beispielsweise auch eine Wärmedämmung umfassen. Der bidirektional betreibbare Ventilator 500 ist vom modularen Wärmetauscher 1004 beabstandet angeordnet. Zwischen Ventilator 500 und modularem Wärmetauscher 1004 befindet sich daher ein Zwischenraum 510. In diesem Zwischenraum 510 kann sich ein Strömungsvergleichmäßiger aus porösem Material befinden, an dessen Stegen Luftmoleküle derart umgelenkt werden, dass hinter dem Ventilator entstehende Totzonen ausgeglichen werden und der modulare Wärmetauscher 1004 gleichmäßig über seinen gesamten Querschnitt angeströmt wird. In alternativen Ausführungsformen kann auch ein erster Wärmetauschergrundkörper benachbart zum Ventilator 500 verwendet werden, der in Bereichen, die auf Grund einer Totzone ohnehin schlecht oder gar nicht angeströmt würden, massiv ausgestaltet ist, so dass etwaige Luftströmungen in andere Kanäle umgelenkt werden.

Die drei Wärmetauschergrundkörper 300, 301 , 302 sind in der gezeigten Ausführungsform unterschiedlich aufgebaut. Insbesondere weist der mittlere Wärmetauschergrundkörper 301 hier durchgehende Kanäle mit einem sechseckigen Querschnitt und kleineren Wandstärken als diejenigen der Kanäle der Wärmetauschergrundkörper 300 und 302 auf. Die Wärmetauschergrundkörper 300 und 302 weisen durchgehende Kanäle mit quadratischen Querschnitten auf und sind gegeneinander um 60° verdreht angeordnet. Die Einströmebene jedes Wärmetauschergrundkörpers ist von der Ausströmebene des zuvor durchströmten beabstandet angeordnet, hier im Abstand von 5 mm. In den Zwischenräumen 341 , 342 zwischen den Wärmetauschergrundkörpern 300 und 301 sowie 301 und 302 kann jeweils ein poröses Material angeordnet sein, wobei das poröse Material insbesondere eine Watte, ein Vlies, ein Schaummaterial ist. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn das poröse Material eine Stegstruktur aufweist, die dünn ist im Vergleich zu Durchlässen des Materials. Eingesetzte Schaummaterialien sind bevorzugt Schaummaterialien mit einer Porenmenge im Bereich von ppi 10 -30 weiter bevorzugt von ppi 10 - 20. Die Nutzung von derartigem porösem Material in den Zwischenräumen erhöht die Effizienz des modularen Wärmetauschers und damit auch des Lüftungsgerätes.

Die Wärmetauschergrundkörper 300, 301 , 302 sind in der gezeigten Ausführungsform in einem Gehäuse 400 angeordnet, das als Verbindungselement und Abstandshalter dient. Das Gehäuse 400 weist darüber hinaus auch eine Wärmedämmung auf und vermeidet so unerwünschte Wärmeverluste nach außen.

Fig. 6 zeigt eine dreidimensionale Darstellung mehrerer Wärmetauschergrundkörper 700, 701 , 702, 703, 704 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers. Die gezeigten Wärmetauschergrundkörper 700, 701 , 702, 703, 704 bilden in der gezeigten Ausführungsform eine Ebene des Wärmetauschers und werden im Betrieb parallel durchströmt. Die Wärmetauschergrundkörper sind ausgebildet als Gas-Festkörper- Wärmetauscher mit einer Vielzahl von durchströmbaren Kanälen 720. Am Wärmetauschergrundkörper 700 ist ein Verbindungselement 710 angeordnet. Das Verbindungselement 710 ist in der gezeigten Ausführungsform als Haken ausgebildet, die beispielswiese in eine passende Aussparung 71 1 eines gleich aufgebauten Wärmetauschergrundkörpers eingreifen können.

Die durchströmbaren Kanäle 720 des Wärmetauschergrundkörpers 700 weisen in der gezeigten Ausführungsform rechteckige Querschnitte auf, mit Ausnahme der äußersten Kanäle, die an einer Trennwand 707 des Wärmetauschergrundkörpers 700 anschließen. Die gezeigten durchströmbaren Kanäle 720 weisen hier einen über eine Länge des Wärmetauschergrundkörpers gleichmäßigen Querschnitt auf. Die Trennwand 707 trennt hier einen Bereich 706 des Wärmetauschergrundkörpers, dessen durchströmbare Kanäle 720 im Betrieb von Luft durchströmt wird von einem Bereich 705, durch den beispielsweise Kabel geführt werden können. Im Bereich 705 sind die Kanäle 721 im Vergleich zu Bereich 706 mit größeren Querschnitten ausgeführt, um einen einfache Durchführung von Kabeln zu erreichen. Die Trennwand 707 stellt hier sicher, dass im Betrieb Luft nur im Bereich 706 den Wärmetauschergrundkörper durchströmt

Die Wärmetauschergrundkörper 701 , 702, 703, 704 sind entsprechend zu Wärmetauschergrundkörper 700 jeweils in Form eines Kreissegmentes aufgebaut und können mit diesem zur einer Ebene eines Wärmetauschers zusammengesetzt werden, die im Ergebnis nach dem Zusammenbau einen runden Außenquerschnitt aufweist. Eine solche Ebene des Wärmetauschers kann dann mit einem oder mehreren Wärmetauschergrundkörpern, der oder die eine weitere Ebene bildet zum Wärmetauscher zusammengesetzt werden.

Fig. 7 zeigt eine dreidimensionale Darstellung zweierWärmetauschergrundkörper 800, 801 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers. Wie in Fig. 6 bilden die gezeigten Wärmetauschergrundkörper 800, 801 in der gezeigten Ausführungsform eine Ebene des Wärmetauschers und werden im Betrieb parallel durchströmt. Hier sind die Wärmetauschergrundkörper 800, 801 in Form von Halbkreissegmenten aufgebaut. Die Wärmetauschergrundkörper sind auch hier ausgebildet als Gas-Festkörper-Wärme- tauscher mit einer Vielzahl von durchströmbaren Kanälen 820. Am Wärmetauschergrundkörper 800 ist sind mehrere Verbindungselemente 810 in Form von Haken angeordnet.

Die durchströmbaren Kanäle 820 des Wärmetauschergrundkörpers 800 weisen in der gezeigten Ausführungsform rechteckige Querschnitte auf, mit Ausnahme der äußersten Kanäle, die an einer Trennwand 807 des Wärmetauschergrundkörpers 800 anschließen.

Auch hier wie in Fig. 6 trennt die Trennwand 807 trennt einen Bereich 806 des Wärmetauschergrundkörpers, dessen durchströmbare Kanäle 820 im Betrieb von Luft durchströmt wird von einem Bereich 805, durch den beispielsweise Kabel geführt werden können. Im Bereich 805 sind die Kanäle 821 im Vergleich zu den durchströmbaren Kanälen in Bereich 806 mit größeren Querschnitten ausgeführt, um einen einfache Durchführung von Kabeln zu erreichen. Die Trennwand 807 stellt auch hier sicher, dass im Betrieb Luft nur im Bereich 806 den Wärmetauschergrundkörper durchströmt. In weiteren hier nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Trennwand auch zwei Bereiche voneinander trennen, die in unterschiedlichen Richtungen durchströmt werden.

Fig. 8A zeigt eine Vorderansicht, Fig. 8B eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen Wärmetauschers 900. Die Wärmetauschergrundkörper 901 , 902, 903, 904 sind ausgebildet als Gas-Festkörper-Wärmetauscher mit einer Vielzahl von durchströmbaren Kanälen 950. Die Kanäle 950 weisen hier sämtlich runde Querschnitte auf. Die Wärmetauschergrundkörper 901 , 902, 903, 904 sind hier aus metallischen Blechen gefertigt und können über ein hier nicht dargestelltes Verbindungselement in Form einer mittig angeordneten Stange miteinander verbunden sein. In der Ausführungsform der Fig. 8A und 8B sind die Wärmetauschergrundkörper 901 , 902, 903, 904 fluchtend zueinander angeordnet, so dass in der Vorderansicht alle Kanäle 950 vollständig unverdeckt sind, und die Luftströmung jeweils ungehindert strömen kann. Damit kann ein höherer Volumenstrom oder ein geringerer Druckaufbau erreicht werden als bei gegeneinander verdrehten Wärmetauschergrundkörpern und damit versetzten Strömungswegen.

In Fig. 9A und 9B ist ein Wärmetauscher 910 dargestellt, dessen Wärmetauchergrundkörper 911 , 912, 913, 914 gleich aufgebaut sind wie diejenigen des Wärmetauschers 900 der Fig. 8A und 8B. Hier sind die Wärmetauschergrundkörper aber jeweils verdreht zueinander angeordnet, so dass die Kanäle 950 jeweils nur teilweise überlappen und eine Umlenkung der Lustströmung erfolgt. Dies führt zu einer höheren Effizienz des Wärmetauschs allerdings unter leichten Verlusten von Volumenstrom beziehungsweise höherem Druck als diese bei fluchtenden Kanälen der Fall ist.

Fig. 10A und 10B zeigen einen Wärmetauscher 920 mit vier Wärmetauschergrundkörpern 921 , 922, 923, 924, die jeweils eine Vielzahl von rechteckigen, durchströmbaren Kanälen 960 aufweisen. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kanäle fluchtend zueinander angeordnet. Als hier nicht dargestelltes Verbindungselement kann hier beispielsweise ein Gehäuse mit Aufnahmen für die Wärmetauschergrundkörper dienen. In diese Aufnahmen können die Wärmetauschergrundkörper eingesetzt werden und so beabstandet voneinander angeordnet sein.

In Fig. 1 1 A und 11 B ist ein Wärmetauscher 930 dargestellt, dessen Wärmetauchergrundkörper 931 , 932, 933, 934 gleich aufgebaut sind wie diejenigen des Wärmetauschers 920 der Fig. 10A und 10B. Hier sind die Wärmetauschergrundkörper aber jeweils verdreht zueinander angeordnet, so dass die Kanäle 960 jeweils nur teilweise überlappen und eine Umlenkung der Lustströmung erfolgt. Dies führt zu einer höheren Effizienz des Wärmetauschs allerdings unter leichten Verlusten von Volumenstrom beziehungsweise höherem Druck als diese bei fluchtenden Kanälen der Fall ist.

Fig. 12 zeigt beispielhaft eine Vielzahl von möglichen Querschnitten für die durchströmbaren Kanäle eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers. Bezuqszeichen

100 Wärmetauschergrundkörper

110 Verbindungselement

120 Kanal

130 Nut

140 Abstandshalter

200 Wärmetauschergrundkörper

201 Wärmetauschergrundkörper

202 Wärmetauschergrundkörper

203 Wärmetauschergrundkörper

204 Wärmetauschergrundkörper

205 Wärmetauschergrundkörper

210 Feder

211 Feder

212 Feder

220 Kanal

230 Nut

231 Nut

232 Nut

1000 Wärmetauscher

221a Kanal

221 b Kanal

240 Abstandshalter

300 Wärmetauschergrundkörper

301 Wärmetauschergrundkörper

302 Wärmetauschergrundkörper

341 Zwischenraum

342 Zwischenraum

400 Gehäuse

500 Ventilator

510 Zwischenraum

600 gemeinsames Gehäuse

700 Wärmetauschergrundkörper

701 Wärmetauschergrundkörper

702 Wärmetauschergrundkörper

703 Wärmetauschergrundkörper 704 Wärmetauschergrundkörper

705 Bereich

706 Bereich

707 Trennwand

710 Verbindungselement

711 Aussparung

720 Kanal

721 Kanal

800 Wärmetauschergrundkörper

801 Wärmetauschergrundkörper

805 Bereich

806 Bereich

807 Trennwand

810 Verbindungselement

820 Kanal

821 Kanal

900 Wärmetauscher

901 Wärmetauschergrundkörper

902 Wärmetauschergrundkörper

903 Wärmetauschergrundkörper

904 Wärmetauschergrundkörper

910 Wärmetauscher

911 Wärmetauschergrundkörper

912 Wärmetauschergrundkörper

913 Wärmetauschergrundkörper

914 Wärmetauschergrundkörper

920 Wärmetauscher

921 Wärmetauschergrundkörper

922 Wärmetauschergrundkörper

923 Wärmetauschergrundkörper

924 Wärmetauschergrundkörper

930 Wärmetauscher

931 Wärmetauschergrundkörper

932 Wärmetauschergrundkörper

933 Wärmetauschergrundkörper

934 Wärmetauschergrundkörper

950 Kanäle 960 Kanäle

1001 Wärmetauscher

1002 Wärmetauscher

1004 Wärmetauscher 2000 Lüftungsgerät