CS241651B1 - Systém větrání a teplovzdušného vytápění halových objektů - Google Patents

Abstract

Systém sestává z integrované vzduchotechnické jednotky, vestavěné do prostoru světlíku, která zajišťuje nucený přívod.a odvod vzduchu, jeho ohřev, filtraci a zpětné využití tepla z odpadního vzduchu, a dále sestává z perforované transparentní podhledové fólie světlíku. Podstatou řešení je, že integrovaná vzduchotechnické jednotka je do prostoru světlíku propojena vyústkou čerstvého vzduchu a do prostoru haly vyústkou odpadního vzduchu, které procházejí podhledovou perforovanou fólií.

Description

Systém sestává z integrované vzduchotechnické jednotky, vestavěné do prostoru světlíku, která zajišťuje nucený přívod.a odvod vzduchu, jeho ohřev, filtraci a zpětné využití tepla z odpadního vzduchu, a dále sestává z perforované transparentní podhledové fólie světlíku. Podstatou řešení je, že integrovaná vzduchotechnické jednotka je do prostoru světlíku propojena vyústkou čerstvého vzduchu a do prostoru haly vyústkou odpadního vzduchu, které procházejí podhledovou perforovanou fólií.

241851

Vynález se týká systému nuceného větrání a teplovzdušného vytápění pro halové objekty průmyslové a zemědělské výstavby, s nízkou měrnou tepelnou zátěží.

Současně používané systémy nuceného větrání a teplovzdušného vytápění pro halové objekty průmyslové výstavby většinou nevyhovují v praxi všem kladeným požadavkům hygieny prostředí a hospodárnosti provozu. Větrací systémy jsou řešeny převážně pro celkové větrání objektu, bez ohledu na skutečné uspořádání oblasti pohybu pracujících a oblasti výskytu škodlivin z výroby. Vyústění vzduchu z potrubí rozvodné sítě nebo teplovzdušných souprav, do pracovní oblasti se navrhuje, při běžných průřezech, s vysokými rychlostmi proudění a v topném období s nutně vysokými teplotami z hledisek hygienických. Tyto silně neizotermní proudy čerstvého vzduchu v prostředí hal se však vlivem značných vztlakových sil stáčí ihned vzhůru bez ohledu na úhel nastavení vyústky a prakticky vůbec nezasahují do oblasti pohybu pracujících. Účinnost větrání a požadovaná kvalita ovzduší je vůči předpokladům velmi nízká, neboť do pracovní oblasti se dostává až sekundární, zpětně cirkulující vzduch, kontaminovaný zplodinami z podstřešní haly. Předpokládaný obraz proudění větracího vzduchu a účinný dosah proudů je přitom narušován instalovaným technologickýým zařízením. Nástěnné teplovzdušné soupravy jsou nevhodné z důvodů omezené možnosti filtrace nasávaného vzduchu i vzduchu recirkulujícího, kdy v provozech s výskytem olejových aerosolů a prachů dochází k rychlému znečišťování tepelných výměníků, snižování tepelné účinnosti a k vzrůstu hydraulických odporů.

Pro běžně používané decentrální systémy přetlakového větrání halových objektů s dislokovanými agregáty nelze prakticky zajistit efektivní zpětné využití tepla z odpadního vzduchu a dochází ke značným energetickým ztrátám, které jsou zvlášť výrazné ve vícesměnných provozech se značnými nároky na intenzitu větrání. V zemědělských objektech velkokapacitních stájových monobloků, s vysokou koncentrací zvířat a intenzifikací produkce, se dnes podstatně zvyšují požadavky na mikroklima z hlediska užitkovosti. Zvlášť výrazné jsou nároky na kvalitu vzduchu, optimální teploty, relativní vlhkost s přípustnou rychlostí proudění, které přirozeným větráním v rozlehlých objektech nelze zajistit. Používané systémy nuceného větrání, převážně podtlakové, dále rovnotlaké a kombinované přitom nezajišťují požadovaný přívod čerstvého, tepelně upraveného vzduchu přímo do dýchací zóny zvířat; dochází ke vnitřním proudovým zkratům a snížení větrací účinnosti systému. Biologicky produkované teplo s vysokou entalpií je v zimním období bez užitku odváděno, a přiváděný vzduch se tepelně neupravuje; dochází k nerovnoměrnému a nevhodnému obrazu proudění bez využití konvekčních přirozených proudů. Při nevhodné poloze přívodních otvorů v obvodových stěnách se do dýchací zóny zvířat dostává vzduch sekundárně nejvíce znečištěný přízemních vrstev. Podtlakové systémy jsou navíc velmi citlivé na vnější povětrnostní vlivy a odevírání výplní otvorů. Střešní světlíky jsou hodnoceny nepříznivě z hledisek náročné údržby, tepelných ztrát, oslunění a nízké životnosti ve stájovém prostředí svysokou relativní vlhkostí a agresivitou, dí s vysokou relativní vlhkostí a agresivitou.

Uvedené nedostatky odstraňuje systém větrání a teplovzdušného vytápění halových objektů, sestávající z integrované vzduchotechnické jednotky pro nucený přívod i odvod vzduchu, ohřev, filtraci a zpětné využití tepla z odpadního vzduchu, která je vestavěna do prostoru nadstřešního světlíku, jehož podhled je z průběžného pásu perforované fólie z transparentní umělé hmoty. Do prostoru světlíku vyúsťuje z větrací jednotky regulovatelná vyústka čerstvého filtrovaného vzduchu, a do prostoru haly prochází přes podhledovou fólií vyústky odpadního a čerstvého vzduchu, na které jsou napojena rozvodná a sběrná vzduchotechnická potrubí.

Zaústěním části nasávaného venkovního vzduchu z integrované jednotky do uzavřeného prostoru střešního světlíku, vytvářejícího vzduchovod s velkoplošnou vyústkou z perforované transparentní podhledové fólie, se v topném období radikálně snižují tepelné ztráty světlíkové konstrukce transmisí při prakticky nulovém rozdílu teplot mezi povrchem podhledové fólie, prosklené nadstřešní částí a teplotou vzduchu ve světlíku. Při vyústění chladného vzduchu nízkou rychlostí z perforované podhledové fólie se formuje v celé ploše podhledu spojitý rychlostní profil silně neizotermního volného svislého proudu vůči prostředí haly. Tento stabilizovaný, klesající proud pak zcela vylučuje znečištění povrchu podhledové fólie vnitřním prostředím haly. Při shodném smyslu působení setrvačních a gravitačních sil se výrazně snižuje nutný provozní přetlak ve světlíku, a tím i množství energie pro transport vzduchu. V topném a větracím období se tento proud chladného vzduchu ohřívá na požadovanou hygienicky nutnou teplotu až postupným směšovápím po výšce haly s proudem horkého vzduchu z vyústky vzduchotechnické jednotky. Tento svislý silně neizotermní volný proud vystupuje vysokou rychlostí v ose světlíku jako plochý nebo osově symetrický v závislostí na tvaru vyústky. K úplnému směšování proudů vzduchu dochází až těsně nad pracovní oblastí v závislosti na šířce světlíku, výšce haly a vzájemném poměru průtokových množství vzduchu, jejich rychlostí a teplot. Tyto hodnoty lze automaticky regu241651 lovat v závislosti na venkovních podmínkách.

' V topném období se pod světlíkem vytváří negativní teplotní gradient, čímž dochází k Oddělení primárního proudu vzduchu z vyústek od vzestupného proudu odpadního kontaminovaného vzduchu z oblasti výskytu škodlivin. Okrajová zóna plní částečně funkci vzduchové clony. Při uspořádání výrobní technologie v prostoru pod světlíky vytváří větrací systém tzv. oblastní nucené větrání pracovišť s možností redukce množství přiváděného čerstvého vzduchu, kdy oblast pobytu lidí je zásobována pouze směrovaným proudem čerstvého vzduchu shora a oblast technologických zařízení je větrána až sekundárně. Ohřátý a znečištěný vzduch se odvádí z této oblasti přímo ke stropu haly k větracím rekuperačním jednotkám. Obě oblasti prostoru jsou vymezeny dosahy primárních proudů pouze s využitím rozdílu tlaku bez nutného použití pevných zástěn v hraničních oblastech. Z hygienického hlediska se výrazně zkvalitňuje mikroklima pracovní zóny při vyloučení kontaminace přiváděného vzduchu při nízkých rychlostech proudění, kdy je vyloučen průvan a víření prachu z podlahy. Větrací systém umožňuje individuální regulaci mikroklimatu jednotlivých pracovišť a zajišťuje až 70 procent snížení spotřeb tepelné energie pro větrání v závislosti na účinnosti rekuperačního výměníku, kdy pro přechodná roční období lze potřebu tepla pro větrání vykrýt u většiny provozů pouze zisky z instalovaného technologického zařízení a osvětlení.

Při použití systému v zemědělských objektech se do oblasti dýchazí zóny zvířat přivádí pouze proud čerstvého vzduchu s dostatečně nízkou rychlostí. V topném období se přiváděný vzduch předehřívá pouze rekuperací biologicky produkovaného tepla a vlhkosti v odpadním vzduchu. Rovnotlaký větrací systém není citlivý na změnu venkovních povětrnostních podmínek a vylučuje proudové vnitřní zkraty. V uzavřeném prostoru světlíku se při větrání vylučuje kondenzace par a koroze ocelových konstrukcí.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení systému. Na obr. 1 je výsek příčného řezu A—A univerzální vícelodní průmyslovou halou se sedlovým hřebenovým světlíkem, s průběžnými pásy podhledových fólií; s vyznačením hlavních směrů nuceného proudění čerstvého a odpadního vzduchu. Na obr. 2 je výsek podélného řezu B—B‘ této průmyslové haly. Na obr. 3 je výsek příčného řezu A—A* zemědělským vícelodním stájovým objektem se sedlovým hřebenovým světlíkem, s podélně dělenými pásy podhledové fólie a s vyznačením hlavních směrů nuceného proudění čerstvého a odpadního vzduchu. Na obr. 4 je výsek podélného řezu B—B‘ zemědělským stájovým objektem.

Systém větrání a teplovzdušného vytápění halových objektů sestává z integrované vzduchotechnické jednotky i pro nucený přívod odvod vzduchu, ohřev, filtraci a rekuperaci odpadního tepla, vestavěné do prostoru světlíku 2, vymezeného nadstřešní prosklennou částí 3 a podhledovou perforovanou transparentní fólií 4. Z jednotky 1 je do prostoru světlíku 2 vyústěna regulovatelná první vyústka 5 čerstvého filtrovaného vzduchu. S vnitřním prostorem haly je jednotka 1 propojena přes fólii 4 druhou vyústkou 6 čerstvého vzduchu a vyústkou 7 pro nasávání odpadního vzduchu. Čerstvý venkovní vzduch je otvorem 8 nasáván do jednotky 1 nad hřebenem světlíku 2 ve směru jeho podélné osy. Vyústky 9 odpadního vzduchu jsou z jednotky 1 orientovány kolmo na podélnou osu světlíku 2. Na druhou vyústku 6 čerstvého vzduchu je oboustranně napojeno rozvodné potrubí 10 se spodními štěrbinovými vyústkami, vedené rovnoběžně s podélnou osou světlíku 2, ku kterému jsou oboustranně uchyceny vodicí lišty 15 pro kluzné podélné zavěšení obou průběžných pásů fólie 4. Na vyústku 7 odpadního vzduchu je oboustranně napojeno sběrné potrubí 11 kolmo na podélnou osu světlíku 2. V alternativě je připojeno další sběrné potrubí 12. Jednotky 1 jsou osazeny na montážní a obslužní plošině 13 z roštů, přístupné ze střechy haly otvorem 16 v rovině nadstřešní části 3 světlíku. Montážní a plošiny obslužné 14 jsou plné, a v celé šíři světlíku opatřeny závěsem 17, pro podélné kotvení dělených pásů fólie 4.

V příčném řezu halou vymezuje obraz proudění vzduchu oblast trvalého pobytu lidí (A), a oblast vzniku škodlivin a odpadního tepla (B) z instalovaného výrobního zařízení.

V topném období se venkovní nasávaný filtrovaný vzduch rozděluje v jednotce 1 do části vháněné regulovatelnou první vyústkou 5 čerstvého vzduchu do prostoru světlíku 2, a do části procházející přes rekupprátor tepla a vestavěný topný registr do prostoru haly druhou vyústkou 6 čerstvého vzduchů. V období mimo provoz větrání se teplovzdušně vykrývá základní tepelná ztráta objektu transmisí, a v jednotce 1 se uzavírá přívod venkovního vzduchu 8 a otevírá klapka pro recirkulaci vzduchu přes vestavěný filtr a topný registr. V letním období, při požadování vyšší intenzitě větrání, se vyřazuje z funkce rekuperátor tepla a nasávaný čerstvý vzduch se v jednotce 1 pouze filtruje, případně lze reverzací otáček odsávací sekce jednotky 1 zajistit dvojnásobný přívod venkovního vzduchu do prostoru haly při přetlakovém větrání, s odvodem odpadního vzduchu žaluziemi ve střešním plášti.

Systém lze využít pro teplovzdušně vytápěné halové objekty, i objekty se sálavým stropním vytápěním, pro dosažení optimál241Β51

7-.

nich výsledných účinných teplot, případně pro eliminaci vyšší tepelné zátěže. Systém je možno uplatnit pro všechny typy světlíků příčných i podélných, zenitních, shodových i lucernových; dále pro pilové a shedové konstrukční systémy zastřešení s jednoduchým prosklením, a tak s minimálními investičními náklady lze rekonstruovat stávající halové objekty.

Oproti běžně používaným nadstřešním jednotkám zajišťuje systém nasávání čerstvého vzduchu až nad hřebenem světlíků, kde nedochází k jeho intenzivnějšímu ohřevu v letním období. Osázením větracích jednotek do uzavřeného prostoru světlíků se podstatně snižuje trvalá hladina hluku v hale; jednotky nejsou vystaveny vlivu povětrnosti a nebezpečí zamrzání topných registrů při odstavení, a vylučují se prostupy ve střešním plášti.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Systém větrání a teplovzdušného vytápění halových objektů, sestávající z integrované vzduchotechnické jednotky, vestavěné do prostoru světlíku, která zajišťuje nucený přívod a odvod vzduchu, jeho ohřev, filtraci a zpětné využití tepla z odpadního vzduchu, dále sestávající z perforované transparentní podhledové fólie světlíku, vyznačující se tím, že integrovaná vzduchotechnická jednotka (1) je do prostoru světlíku (2) propojena první vyústkou (5) čerstvého vzduchu a do prostoru haly je propojena druhou vyústkou (6j čerstvého vzduVYNÁLEZU chu a vyústkou (7) odpadního vzduchu, které procházejí podhledovou perforovanou fólií (4).
2. 2. Systém podle bodu 1, vyznačený tím, že na druhou vyústku (6j čerstvého vzduchu je ve směru podélné osy světlíku (2) napojeno rozvodné potrubí (10) čerstvého vzduchu.
3. 3. Systém podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že na vyústku (7j odpadního vzduchu je napojeno sběrné potrubí (lij odpadního' vzduchu kolmo na podélnou osu světlíku (2).