CZ20011051A3

CZ20011051A3 - Nezávislá jednotka k výměně tepla, zejména k ventilaci budovy

Info

Publication number: CZ20011051A3
Application number: CZ20011051A
Authority: CZ
Inventors: Eugeniusz Rylewski
Original assignee: Masa-Therm S. A.
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2002-03-13
Also published as: DK1119728T3; HUP0103579A2; AU2253400A; PL194342B1; WO2000019151A1; DE69925295D1; CA2344227C; ATE295514T1; FR2783901B1; CA2344227A1; PL346936A1; US7036560B1; HU224449B1; ES2242450T3; CZ300914B6; FR2783901A1; EP1119728A1; HUP0103579A3; EP1119728B1; DE69925295T2

Description

Oblast techniky:

Předmět vynálezu se týká nezávislé jednotky k výměně tepla, která je umístěna uvnitř budovy pro zajištění například ventilace a/nebo klimatizace místnosti nebo celého vnitřního prostoru této budovy.

Předmět vynálezu se zvláště týká nezávislé jednotky k výměně tepla, která sestává z pouzdra, které je vybaveno příčkami, které vymezují dva prostory pro průtok kapaliny, a které mají vlnitý tvar, přičemž nezávislá jednotka je také vybavena prostředky pro cirkulaci vzduchu, které zajišťují protisměrnou cirkulaci v těchto dvou prostorech, přičemž se jedná o proud čistého vzduchu, který byl odebrán z vnějšku budovy, a z proudu vydýchaného vzduchu, který je odebírán z vnitřku budovy.

Dosavadní stav techniky:

Nezávislá jednotka tohoto typuje popsána ve francouzské patentové přihlášce číslo 86 17714.

Tato známá nezávislá jednotka umožňuje zajistit ventilaci a/nebo klimatizaci místnosti nebo celého prostoru uvnitř budovy a to prostřednictvím výměny tepla mezi primární a sekundární tekutinou, přičemž se jedná o vzduch čistý, který je odebírán z vnějšku budovy a o proud vydýchaného vzduchu, který je odebírán z vnitřku budovy.

Takto odebraný čistý vzduch z vnějšku budovy může být, podle různých možností, ochlazen nebo ohříván vydýchaným vzduchem z vnitřku, který je určen k vypuzení z budovy. Ventilace celku nebo místnosti se tak provádí bez větších změn tepla uvnitř budovy.

• · 9 9 ·· 9 9 9 9 · 9 • · 9 9 9 · 9 999

V této známé jednotce jsou tyto dva prostory pro průtok kapaliny, které jsou také nazývány kanály a které jsou uvnitř pouzdra rozděleny dvěmi vlnitými příčkami, přičemž nejčastěji se jedná o železnou přepážku, která se v mnohých případech značně špatně čistí.

Podstata vynálezu:

Předmět vynálezu se zaměřuje zvláště na vytvoření nezávislé jednotky, která je schopna výměny tepla již zmiňovaného typu, a která bude užívat jiné materiály, které se budou snadněji čistit, které budou vyráběny jednoduchým způsobem a s nízkými výrobními náklady na takovou jednotku, která bude umožňovat různé funkce s výměnou tepla, anebo bez ni.

Předmět vynálezu z tohoto důvodu představuje nezávislou tepelně výměnou jednotku typu, který byl popsán v úvodu, ve které budou přepážky ohraničovat prostory pro průtok kapaliny, které jsou vytvořeny z ohebné a tenké planžety, která je citlivá na deformace a tvoří záhyby pro proud čistého a vydýchaného vzduchu.

Rozdělení mezi těmito dvěma prostory pro průtok kapaliny, které jsou také nazývány kanály, je dosaženo ohebnou planžetou, která tvoří záhyby.

Výhodou této ohebné planžety je její nízká hmotnost, dále pak možnost jejího vyjmutí a jednoduchého vyčištění, například jednoduše omytím, nebo její jednoduché výměny za stejnou novou planžetu.

Mimo to její ohebnost umožňuje přetváření jejích záhybů a to takovým způsobem, že sekce prostorů umožňují vzájemnou modifikaci z funkce prostorů pro průtok kapaliny na funkci pro pohyb čistého a vydýchaného vzduchu.

Výhodné je vyrobit tuto planžetu z materiálů těsnících vzduch, jako například z tkanin, netkanin, z plastického materiálu, z papíru a podobně.

Tyto materiály mohou být nepropustné k vodním parám, pokud není zapotřebí vzájemné působení mezi dvěma proudy vzduchu, nebo také propustné vůči vodním parám, což umožňuje nahradit jednu část vodních par, které jsou obsaženy ve vydýchaném vzduchu, který je odstraňován ven z budovy.

Dalším znakem vynálezu je, že pouzdro je většinou protáhlého tvaru a záhyby ohebné planžety jsou rovnoběžné a jsou uloženy po celé jeho délce.

Podle výhodného provedení vynálezu je pouzdro uloženo vertikálně a tvořící přímky planžety jsou také vertikální.

Podle tohoto výhodného provedení sestávají prostředky zajišťující cirkulaci vzduchu z alespoň jednoho samostatného vedení vzduchu (nebo přívodu vzduchu), které je schopno zajistit přívod proudu čistého vnějšího vzduchu do budovy a alespoň jednoho ventilátoru, který vzduch odvádí ven z budovy a tak zajišťuje ventilaci vydýchaného vzduchu z budovy ven.

Je výhodné, když tyto prostředky k zajištění cirkulace vzduchu sestávají z jednoho vstupního ventilátoru, které je uložen v centrální části pouzdra a dvou dalších ventilátorů, které zajišťují ventilaci vzduchu ven a jsou uloženy v koncové části pouzdra.

V tomto posledním případě, když je pouzdro uloženo vertikálně, jsou tyto dva ventilátory zajišťující ventilaci vzduchu ven z budovy uloženy v horní a dolní části pouzdra.

Je také důležité zmínit, že jednotka sestává ze dvou výměníků tepla, které jsou připojeny na dvou ventilátorech pro ventilaci vzduchu ven z budovy, a které sestávají z ohebné planžety, která tvoří dva prostory pro průtok kapaliny.

Jednotka podle vynálezu sestává ve výhodném provedení z řídících prostředků, které zajišťují uvedení zařízení do chodu nebo naopak vypnutí jednoho (více) vstupního • · • ···♦···· ···· ·· ·· ·· ·· ··· ventilátoru a/nebo jednoho (více) ventilátorů, které zajišťují vyprázdnění vydýchaného vzduchu.

V případě, kdy jednotka sestává ze vstupního ventilátoru a dvou vyprazdňovacích ventilátorů, jsou tyto samostatné řídící prostředky schopny zajistit uvedení do chodu jeden (více) vstupních ventilátorů, stejně jako uvedení do chodu jednoho a/nebo druhého vyprazdňovacího ventilátoru, což umožňuje širokou škálu funkcí.

Přehled obrázků na výkresech:

Dále uvedené obrázky znázorňují:

obrázek 1 znázorňuje přední pohled na výměnnou jednotku tepla, podle vynálezu, umístěnou proti zdi z vnitřku budovy

- obrázek 2 znázorňuje řez II-II podle obrázku 1

- obrázek 3 znázorňuje zvětšený řez III-III podle obrázku 1 obrázek 4 znázorňuje podobný schematický pohled, jako obrázek 1, s příslušnými funkcemi

- obrázek 5 znázorňuje řez V-V podle obrázku 4

- obrázek 6 znázorňuje řez VI-VI podle obrázku 4

- obrázek 7 znázorňuje řez VII-VII podle obrázku 4 obrázek 8 znázorňuje podobný pohled, jako obrázek 4, s jinými příslušnými funkcemi

- obrázek 9 znázorňuje řez IX-IX podle obrázku 8

- obrázek 10 znázorňuje řez X-X podle obrázku 8 a

- obrázek 11 znázorňuje řez XI-XI podle obrázku 8.

Podrobný popis vynálezu:

Podle obrázků 1 až 3, které znázorňují nezávislou jednotku 10 k výměně tepla, která je určena k umístění dovnitř budovy a to oproti stěně M této budovy.

Tato nezávislá jednotka 10 k výměně tepla má tvar pouzdra 12, které má většinou podlouhlý tvar, a který má výšku H zhruba 200 cm, šířku L zhruba 30 cm a hloubku P zhruba 15 cm.

V tomto příkladě je pouzdro 12 uloženo ve vertikální poloze a je ohraničeno dvěma bočními příčkami Ha 13, vnitřní příčkou 15, zadní příčkou 17, vnější příčkou 16 a spodní příčkou 18 (obrázek 3). Navíc je pouzdro uloženo do poloviny své výšky ve stěně 14_? která vystupuje zjedná a z druhé strany bočních příček, aby tak vytvořila místní rozšíření.

Pouzdro 12 je bočně prodlouženo a to ve své centrální části, která koresponduje se stěnou 14 trubkou 20, která tvoří plášť a prochází stěnou M a zajišťuje průchod ven EXT z budovy (obrázek 2 a 3). Trubka 20. která je vnitřní součástí pouzdra 12_? je z tohoto důvodu vložena do otvoru 22, který byl předtím vytvořen v této velikosti ve stěně M.

Trubka 20 zde má čtvercový tvar, který je ohraničen stranami délky 1, přičemž 1 je větší než L, a je rozdělena přepážkou 24 na dva kanály 26 a28. Kanál 26 zabezpečuje pouzdru 12 přívod čerstvého vzduchu AN (vzduch z vnějšku), který byl odebrán z vnějšku budovy. Kanál 28zabezpečuje odvod vydýchaného vzduchu AV (vzduch z vnitřku) ven z budovy.

Uvnitř pouzdra 12 je umístěna ohebná tenká planžeta30, která tvoří záhyby 32 uložené proti sobě nebo obdobným způsobem. Tyto záhyby jsou vzájemně rovnoběžné a jsou uloženy po celé délce pouzdra. Jinak řečeno, tyto záhyby jsou uloženy vertikálně. Ohebná tenká planžeta 30 je určena pro tvoření příček k výměně tepla a ohraničuje z jedné strany prostor pro průtok kapaliny 34, který navazuje na kanál 26, který zajišťuje přívod a cirkulaci čistého vzduchu AN, a z druhé strany prostor36, který navazuje na kanál_28, aby byla zajištěna cirkulace vydýchaného vzduchu A V. Tyto prostory 34 a 36 umožňují cirkulaci dvou proudů vzduchu, přičemž jsou rozděleny do proudu primárního a sekundárního, aby tak byla zajištěna jejich vzájemná výměna tepla. Ohebná tenká planžeta 30_t je vyrobena z vzduchotěsného materiálu, jako například z tkaniny, netkaniny, z listu z plastické hmoty, papírového listu nebo podobně.

Takovýto materiál je lehký a umožňuje jednoduché vyjímání z pouzdra, buď proto, aby byl umyt, například v myčce, pokud se jedná o látku nebo list z plastického materiálu, nebo proto, aby byl jednoduše nahrazen novou planžetou. Navíc, jak bude zjevné dále, vzhledem k její pružnosti se mohou záhyby planžety deformovat podle tlaků čistého vzduchu AN a proudu vzduchu vydýchaného AV a tak je zajištěno otevírání a řízené zavírání jednoho nebo více prostorů^ a 36, podle zvolené funkce.

Materiál, z něhož je vyrobena ohebná tenká planžeta 30 může být buď nepropustný vzhledem k vodním parám, nebo naopak propustný ve vztahu k vodním parám podle toho, jestli je zapotřebí nahradit část vodní páry obsážené ve vzduchu, který bude odveden. To je zajímavé zvláště proto, že je takto možno udržovat jistou úroveň hygrometrie uvnitř budovy.

Nezávislá jednotka k výměně tepla 10 sestává podle vynálezu mimo jiné z prostředků, které zajišťují cirkulaci vzduchu a tak i cirkulaci proudů AN a AV. Uvnitř kanálu 26 je uložen vstupní ventilátor 38, který má zajistit přívod čistého vzduchu AN z venku, dovnitř budovy.

Proud vzduchu AN proniká do pouzdra 12, zvláště pak do prostoru 34. Dále se pak rozděluje na proud vyšší ANS a proud nižší ANF (obrázek 1 a 2). Vyšší proud je stoupajícím proudem a opouští pouzdro alespoň jedním otvorem 40, které je uloženo v

horní části pouzdra, kdyžto proud ANF je proud klesající a opouští pouzdro alespoň jedním otvorem 42, který je uložen ve spodní části pouzdra.

Uvnitř pouzdra 12 jsou mimo jiné uloženy také dva ventilátory, přičemž se jedná o horní ventilátor 44 v horní části a spodní ventilátor 46 ve spodní části (obrázek 1). Ventilátor 44 je uložen pod horní příčkou 16, která je opatřena otvorem 48, kterým odchází vydýchaný vzduch AV. Navíc je ventilátor 46 umístěn nad spodní příčkou 18, která je opatřena otvorem 50, kterým odhcází vydýchaný vzduch A V.

Jak bude zřetelnější dále, jeden a/nebo druhý z ventilátorů 44 a 46 mohou být spuštěny. Když je ventilátor_44 spuštěn, proud vydýchaného vzduchu nebo horní proud AVS_ cirkuluje sestupným způsobem a přichází do kanálu 28. aby tak byl odveden ven. Když je spuštěn ventilátor 46, proud vydýchaného vzduchu je odebírán ze spodní části budovy a tento proud sestává ze stoupajícího proudu nebo proudu spodního AVF, který opouští pouzdro kanálem 28, aby tak byl odveden ven.

Ve všech těchto případech je možná výměna tepla cirkulací mezi čistým vzduchem, který je odebírán z vnějšku a vydýchaným vzduchem zevnitř budovy a to buď v horní části, nebo ve spodní části, nebo v obou částech najednou.

Ventilátory 38. 44 a 46 jsou spojeny s kontrolním řídícím panelem 52, který je schematicky znázorněn na obrázku 1 a který může být umístěn v těsné blízkosti pouzdra 12 nebo může být přímo jeho součástí.

Tento kontrolní řídící panel zajišťuje selektivní ovládání třech ventilátorů a to volitelně podle zvolené funkce, přičemž jeho ovládání může být buď manuální nebo automatické, ale musí se brát v úvahu teplota uvnitř a/nebo vně budovy.

Obrázky 4 a 5 jsouu velmi podobné obrázkům 1 a 2 a schematicky znázorňují nezávislou jednotku 10 k výměně tepla. Na těchto obrázcích jsou tyto tři ventilátory 38, 44 a 46 zapnuty. To znamená, že čistý proud vzduchu AN, který je brán z vnějšku budovy je dopravován do místnosti horní a spodní částí, respektive otvory 40 a 42 pouzdra. Stejně ♦ · · ♦· · ·«· • · · · · · · · • · · · · · · · · · · tak, pokud jsou ventilátory zapnuty, je proud vydýchaného vzduchu AV dopravován vrchem a spodkem přes otvory 48 a 50_ a je tak odváděn ven z budovy kanálem 28. Vzhledem k tomu, že ventilátory pracují, jsou oba prostory pro průtok kapaliny 34 a 36 pod tlakem a ohebné záhyby planžety 30 vymezují z jedné a z druhé strany dva vstupy do kanálů, což zajišťuje cirkulaci těchto dvou kapalin (obrázky 6 a 7).

Vzhledem k této probíhající výměně tepla je proud čistého vzduchu AN, který je dodáván do místnosti, ochlazován nebo zahříván, podle konkrétního případu, výměnou tepla s proudem vydýchaného vzduchu AV, který se nachází v budově a je odváděn do jejího vnějšku.

Při pohledu na obrázky 8 a 9, které jsou podobné obrázkům 4 a 5, je možno pozorovat jiný druh funkce, která nesestává z výměny tepla.

Podle příkladu je vstupní ventilátor 38 (centrální ventilátor) zapnut, stejně jako výstupní ventilátor 44, ale výstupní ventilátor 46 je pozastaven, což způsobuje nerovnováhu ve funkci.

Z toho vyplývá, tak jak je znázorněno na obrázcích 10 a 11, že záhyby ohebné tenké planžety 30 jsou v různém postavení, podle toho, zda se nacházíme nad trubkou 20 (viz obrázek 10) nebo pod touto trubkou (viz obrázek 11).

V pozici nad touto trubkou 20, jsou oba prostory pro průtok kapaliny 34 a 36 vystaveny tlaku, takže odpovídající kanály jsou otevřeny, stejně jako prostor 34_? tak i prostor 36, což způsobuje nízkou výměnu tepla mezi proudem čistého stoupajícího vzduchu ANS a sestupujícím proudem vydýchaného vzduchu AVS, který je v horní části.

Naopak pod touto trubkou 20, vzhledem k tomu, že ventilátor, 46 je pozastaven, jsou znatelné rozdíly v tlaku mezi prostory 34 a 36 pro průtok kapaliny. Vzhledem k tomu, že prostor 34 je vystaven průchodu proudu vzduchu pod tlakem, přičemž prostor 36 není vystaven průchodu vzduchu pod tlakem, kanály tohoto prostoru se zavírají, což • · * · ·« « · · · · 9 • 999 · · · 999 znemožňuje výměnu tepla. Z toho vyplývá, že v podstatě žádná část vydýchaného vzduchu není odvedena ze spodní části pouzdra.

Je samozřejmostí, že je možné pozastavit ventilátor 44 v horní části a zapnout ventilátor 46 ve spodní části.

Je také možné zapnout ventilátory 44 a 46 střídavým způsobem a přitom udržovat chod ventilátoru 38 a to podle konkrétní zvolené volby uživatele.

Je také možno obdržet tyto zvolené funkce automatickou kontrolou, například prostřednictvím termostatu.

Je také důležité poznamenat, že když jsou oba ventilátory 44 a 46 zapnuty, dochází k výměně tepla vzduchu. Na druhou stranu pokud je zapnut pouze jeden, k této výměně tepla nedochází.

Když jsou zapnuty všechny ventilátory jsou kanály ohraničeny z obou stran ohebnou tenkou planžetou a jsou otevřeny po celé jejich délce a vzduch cirkuluje normálně z obou stran této planžety a dochází zde k výměně tepla.

Pokud je zapnut jeden jediný výstupní ventilátor dochází k nerovnováze. Pouze kanály, které jsou pod tlakem jsou otevřeny, kdežto ostatní jsou zploštěné a prakticky uzavřené. Otevřený kanál má větší šířku (prakticky dvojnásobnou) a vzduch zde tedy proudí daleko více. Navíc tam, kde není takto zdvojený proud nedochází k výměně tepla.

Je též důležité zdůraznit, že předmět vynálezu se neomezuje na provedení, které zde bylo shora popsáno pouze pro příkladné znázornění, a je možno ho aplikovat i v jiných variantách.

Dále je nutno poznamenat, že pouzdro může být uloženo v horizontální pozici s ventilátory 44 a 46, které jsou uloženy ve stejné výšce.

♦ · 'φ φ · · φφφφ φ · • ΦΦΦ φ · · φφφ φ φ φ φ φ φ φ φ • ··· · · · φφφ ·

Stejně tak je možno zkonstruovat pouzdro tak, že bude sestávat z dvou částí, přičemž každá z nich bude sestávat z výměníku tepla, tedy z ohebné tenké planžety a z jednoho z výstupních ventilátorů. V tomto případě může každý z výměníků tepla sestávat ze svého vlastního pouzdra a ze svého vlastního vstupního ventilátoru a svého vlastního výstupního ventilátoru.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Nezávislá jednotka k výměně tepla, k umístění uvnitř budovy a která sestává z pouzdra (12), které je vybaveno příčkami (14, 30), které ohraničují dva prostory pro průtok kapaliny, přičemž tyto prostory mají vlnitý tvar, dále pak z prostředků zajišťujících cirkulaci vzduchu (38, 44, 46), které umožňují jeho obousměrnou cirkulaci v obou prostorech pro průtok kapaliny, přičemž se jedná z jedné strany o proud vzduchu čistého (AN), který je odebírán z vnějšku budovy a z druhé strany se jedná o proud vzduchu vydýchaného (AV), který se nachází uvnitř budovy, vyznačující se tím, že příčky ohraničují prostory pro průtok kapaliny a sestávají z ohebné tenké planžety (30), která tvoří záhyby (32), které jsou schopny se deformovat následkem tlaku čistého proudu vzduchu (AN) a proudu vzduchu vydýchaného (AV), přičemž uvedená planžeta (30) je vyrobena z omyvatelného a nepropustného materiálu vůči vzduchu, jako například z látky, nelátky nebo z plastického materiálu.
2. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle patentového nároku l,vyznačuj í c í se tím, že uvedená ohebná tenká planžeta (30) sestává z materiálu, který nepropouští páru.
3. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle patentového nároku 1, v y z n a č u jící se tím, že materiál ohebné tenké planžety (30) je kromě toho propustný k vodním parám.
4. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle jednoho z patentových nároků 1 až 3, vyznačující se tím, ž e pouzdro (12) je podlouhlého tvaru a záhyby (32) tenké ohebné planžety (30) mají rovnoběžné tvořící přímky po celé délce pouzdra.
5. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle patentového nároku 4, vyznačují c i se tím, že pouzdro (12) je uloženo vertikálně a tvořící přímky záhybů jsou také uloženy vertikálně.

'· · ···· • ·
6. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle jednoho z patentových nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že prostředky pro zajištění cirkulace vzduchu sestávají z alespoň jednoho vstupního ventilátoru (38), který je schopen zajistit přívod proudu čistého vzduchu (AN) do budovy a to z vnějšku této budovy, a z alespoň jednoho výstupního ventilátoru (44, 46), který je schopen zajistit odvod vydýchaného proudu vzduchu, který se nachází uvnitř budovy, ven z budovy.
7. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle patentového nároku 6, vyznačují c í se tím, že prostředky k zajištění cirkulace vzduchu sestávají z alespoň jednoho vstupního ventilátoru (38), který je umístěn v centrální části pouzdra a z dvou výstupních ventilátorů (44, 46), které jsou uloženy v koncových částech pouzdra.
8. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle patentového nároku 7, vyznačují c í se tím, že pouzdro je většinou ve vertikální poloze a dva výstupní ventilátory (44,46) jsou uloženy v horní a spodní části pouzdra.
9. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle jednoho z patentových nároků 7 a 8, vyznačující se tím, že sestává z dvou výměníků tepla, které jsou připojeny na výstupní ventilátory (44,46) a každý z nich sestává z ohebné tenké planžety (30).
10. Nezávislá jednotka k výměně tepla, podle jednoho z patentových nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že sestává z kontrolního řídicího panelu (52), který je schopen zajistit selektivní zapnutí nebo vypnutí jednoho (více) vstupních ventilátorů (38) a/nebo jednoho (více) výstupních ventilátorů (44, 46).
11. Nezávislá jednotka k výměně tepla , podle patentových nároků 8 a 10 nebo jejich kombinace, vyznačující se tím, že kontrolní řídicí panel (52), • · '·· ·· «· · · · · · • · · · · · · · · ·· ······ · · · • ····· · · · · · · • · · · · · · · · ··«· ·· ·· ·· ·· ··· je schopen zajistit zapnutí jednoho (více) vstupních ventilátorů (38) a zapnutí jednoho a/nebo druhého z výstupních ventilátorů (44,46).