DK145145B - Fremgangsmaade til i anlaeg til ventilation af store lokaler at transportere og fordele luften i lokalet samt anlaeg til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

l 145145 o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til i anlæg til ventilation af store lokaler såsom værksteds-og industrihaller eller lokaler med uregelmæssig form såsom vinkellokaler at transportere og fordele luften i lokalet, idet 5 en tilpasset strøm af ventilationsluft tilføres lokalet med i forhold til den krævede indtrængningsdybde i lokalet lav hastighed.

Kravene om med en ringe arbejdsindsats og i løbet af kort tid på en byggeplads at kunne installere ventilationssy-10 stemer er øget kraftigt i de senere år. Ligeledes stiller den afvigelse fra konventionel udformning af bygningssysterner, som i stigende grad har vist sig indenfor bygningsteknikken, specielt når det gælder kontorlandskaber, banklokaler, idrætshaller og andre store rum, store fordringer til et smidigt ven-15 tilationssystem, som kan tilpasses til uregelmæssige rum. Det har ofte vist sig, at konventionelle ventilationssystemer ikke uden ofte kostbare specialarrangementer kan tilfredsstille dagens og morgendagens forøgede krav om effektivitet, smidighed og prisbillighed, når det angår ventilationsopgaver. Lokaler 20 med en dybde på 10 meter eller mere er jo ikke længere usædvanlige. Sådanne har i vanskelige tilfælde kun kunnet ventileres med særlige, specielt fremstillede anlæg, hvilket fordyrer anlægsomkostningerne og ofte kræver tidsspildende indgreb i selve bygningen. Tilsvarende vanskeligheder foreligger ved 25 mange tilfælde af industriventilation, ligesom ved ventilation af lastrummene i fartøjer, især til ømtålelige levnedsmidler.

Også udstyring af ældre lokaler med bedre og mere fuldkommen ventilation er blevet mere og mere almindelig, men er ofte meget kostbar og tidskrævende og vanskelig at realisere. Til 30 alle disse ulemper og vanskeligheder kommer givetvis også de forøgede krav med hensyn til maksimal temperaturgradient og lufthastighed, strålingsudveksling m.m., der er begyndt at blive definitive standardkrav til opholdsområder.

Ved en kendt fremgangsmåde af den indledningsvis 35 nævnte art tilføres en til lokalets ventilationsbehov tilpasset ventilationsluftstrøm dette ved hjælp af et lufttilførsels- 2 U5U5 o aggregat. Til styring og fordeling af ventilationsluft-strømmen er der ved indgangsstedet for denne tilvejebragt én eller flere ejektorer, der accelererer ventilationsluft-strømmen og skulle sørge for den nødvendige fordeling af 5 denne i lokalet. Den væsentligste ulempe herved består i, at ventilationsluftstrømmen ved indgangen i lokalet må accelereres stærkt af ejektorluftstrømmen, hvis den også skal nå til de fra lufttilførselsaggregatet fjerntliggende områder af lokalet. Den nødvendige kraftige acceleration af ventila-10 tionsluftstrømmen kræver ikke blot en stor af ejektorluft-strømmen påført energi, men bevirker i det mindste i området for ventilationsluftstrømmens tilførsel, at der optræder uønskede traskfænomener. Trods dette er den oprindelige acceleration ikke tilstrækkelig til i store, uregelmæssige 15 og/eller med indragende bygningsdele forsynede lokaler at ventilere fjernt fra lufttilførselsaggregater eller ugunstigt beliggende områder af lokalet.

Ved kendte ventilationsanlæg kan man endvidere ikke udelukke ugunstige lagdelinger af luften i ventilerede loka-20 ler. Dette forekommer ved, at den varme luft stiger for hurtigt op til lokalets loft eller tag, hvorved der optræder store varmetab udadtil, mens den kolde luft samler sig i området ved gulvet, således at man her ikke opnår den nødvendige opvarmning af lokalet. Hvis man eksempelvis med ventilatorer 25 søger at presse den varme luft nedad, fremkommer der en ubehagelig lodret luftcirkulation, idet den varme luft straks søger at stige opad igen.

Formålet for den foreliggende opfindelse, der indebærer en helt ny opfattelse indenfor ventilationsteknikken, 30 er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken man i vidt omfang kan undgå de førnævnte ulemper og i forbindelse med i og for sig konventionelle ventilationssystemer, eventuelt eksisterende ventilationsanlæg, kan opnå en bedre og mere fuldkommen ventilation også i 35 de områder af store lokaler, der ligger fjernt fra lufttilførselsaggregatet eller på grund af lokalets form er vanskelige at ventilere, samt undgå lagdeling af den tilførte ventilationsluft.

3 H5H5 o

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at den på et sted i lokalet således tilførte ventilationsluft påvirkes af et antal langs med den tilsigtede strømningsvej på hinanden følgende ejektorluftstrømme til videretransport af 5 ventilationsluften i lokalet henholdsvis til afbøjning af delstrømme fra denne, idet hver ejektorluftstrøm altid er væsentlig mindre end ventilationsluftstrømmen, og at hver efterfølgende ejektorluftstrøm tilføres ved et punkt beliggende indenfor virkningsområdet for en forudgående ejektor-10 luftstrøm.

Det væsentlige ved opfindelsen består således i, at ventilationsluftstrømmen af et antal på passende steder og med passende retninger i lokalet indførte ejektorluftstrømme ledes langs en forud fastlagt strømningsvej gennem lokalet, 15 idet hver ejektorluftstrøm er væsentlig mindre end den til lokalet tilførte ventilationsluftstrøm og derfor ikke kan tillægges nogen egentlig, selvstændig ventilationsvirkning, men i det væsentlige kun meddeler ventilationsluftstrømmen en vis hastighed i en ønsket retning. Da hver efterfølgende 20 ejektorluftstrøm indføres i lokalet ved et punkt, der ligger indenfor virkningsområdet for den forudgående ejektorluft-strøm, dvs. på et sted i lokalet, hvor ventilationsluftstrømmen stadig har en sådan hastighed, at den ikke har fordelt sig ukontrolleret i lokalet, opnår mån at kunne fremføre i 25 hvert fald en væsentlig del af den til lokalet tilførte ventilationsluftstrøm og i givet fald delstrømme af denne langs den forud fastlagte strømningsvej eller de forud fastlagte strømningsveje gennem lokalet, hvorved det bliver muligt at kunne fremføre ventilationsluft til de områder af lokalet, 30 der ligger fjernest fra lufttilførselsaggregatet eller som på grund af lokalets form eller bygningsmæssige hindringer i dette er vanskelige at ventilere.

Opfindelsen angår tillige et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden og til ventilation af store lokaler såsom 35 værksteds- og industrihaller eller lokaler med uregelmæssig form såsom vinkelform og til at transportere og fordele luften o 4 1451A5 i lokalet, idet en tilpasset strøm af ventilationsluft tilføres lokalet med en i forhold til den krævede indtrængningsdybde i lokalet lav hastighed, hvilket anlæg omfatter et lufttilførselsaggregat til indføring af ventilationsluft-5 strømmen på et sted i lokalet. Anlægget er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved et antal langs med den tilsigtede strømningsvej for ventilationsluftstrømmen anbragte ejekto-rer til indføring af ejektorluftstrømme, som hver især er væsentlig mindre end ventilationsluftstrømmen, og ved, at 1Q hver efterfølgende ejektor er anbragt indenfor virkningsområdet for en forudgående ejektorluftstrøm.

Hver ejektor kan ifølge opfindelsen være manuelt eller automatisk indstillelig i vilkårlig retning og kan ifølge opfindelsen være udstyret med organer til manuel eller automatisk regule-15 ring af ejektorimpulsen. Størrelsen af udstrømningsåbningen i hver ejektor kan ifølge opfindelsen være variabel, og der kan ifølge opfindelsen være tilvejebragt organer, der er indrettet til periodisk at ændre ejektorernes afgivne strøm og retning.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, 20 idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser skematisk et anlæg ifølge opfindelsen, og hvor der tilføres ventilationsluft gennem et gitter i en kort sidevæg, fig. 2 skematisk et tilsvarende anlæg, hvor der 25 tilføres ventilationsluft gennem en loftsfordeler, fig. 3 skematisk opfindelsens anvendelse ved et lokale med uregelmæssig form, og hvor der tilføres ventilationsluft gennem et gitter i en kort sidevæg, fig. 4 en eksemplificeret udførelse af en ejektor, 3Q som indgår i anlægget, fig. 5 skematisk ejektorens virkemåde i tilknytning til den i den efterfølgende beskrivelse givne teoretiske forklaring på fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 6 en illustration af den i den efterfølgende 35 beskrivelse givne forklaring af begrebet: "Ventilationsstrålens bredde" / 5 145145 o fig. 7 skematisk ejektorens virkemåde ved en omdirigering af en ventilationsstrøm, fig. 8 skematisk strømningsforløbet ved anbringelse af en ejektor bagved en søjle, 5 fig. 9 i et vandret plan strømningsforløbet omkring et antal efter hinanden anbragte ejektorer i et anlæg, fig. 10 til sammenligning strømningsforløbet ved konventionel tilførsel af ventilationsluft gennem en kanal med perforeret sidevæg, og 10 fig. 11 strømningsforløbet ved konventionel til førsel af ventilationsluft gennem en kanal, der er udstyret med gitre som tilførselsorganer.

På tegningens figurer betegner 1 et lokale, som skal ventileres. Lokalet kan have regelmæssig eller uregel-15 mæssig form og vilkårlige dimensioner med hensyn til længde, bredde, dybde og loftshøjde. Lokalet kan være en idrætshal, et såkaldt kontorlandskab eller et industrilokale eller et lignende rum, fortrinsvis et sådant rum, som det med konventionel ventilationsteknik er vanskeligt eller umuligt at 20 gennemventilere med rimelige omkostninger. 6 betegner et tilførselsaggregat for ventilationsluft og 2 betegner ejektorer, der drives med luft eller et andet gasformigt medium fra et på tegningen skematisk antydet luftforsyningsaggregat 3.

4 og 5 betegner tilslutningsledninger, der er tilsluttet en-25 ten til det nævnte luftforsyningsaggregat 3 eller til et ikke på tegningen vist konventionelt transportsystem for ventilationsluften. Tilslutningsledningerne kan være udført af plast eller af et andet letbøjeligt materiale, der letter anbringelsen i lokaler med uregelmæssig form. I fig. 1 og 3 tilfø-30 res ventilationsluften ved hjælp af et gitter 6, der er monteret i en af lokalets vægge. Ventilationsluften kan imidlertid ifølge opfindelsen indføres på vilkårlig måde, f.eks. som vist i fig. 2 ved hjælp af en loftsfordeler 7 af konventionel udførelse. Tilførslen af ventilationsluft kan også 35 ske fra et friskluftsmagasin, der er udformet som et underloft i en korridor, og hvorfra de på begge sider af korridoren * 145145 6

O

liggende lokaler, uanset vekslende størrelse og udformning, kan ventileres. Herved må én eller flere ejektorer være anbragt i det nævnte friskluftsmagasin for at transportere luften frem til én eller flere åbninger, der fører ind til 5 lokalet (lokalerne). Flere ejektorer kan virke sammen i åbningen (åbningerne) ved tilførslen til blanding af ventilationsluft af forskellig tilstand fra to separate magasiner eller to separate kanaler for adskilte medier. Ejektorerne 2 kan være således dimensionerede og anbragt med en sådan ind-1ø byrdes afstand, at ventilationsluften derved fordeles i lokalet (lokalerne) i forud fastlagt omfang mellem opholdsområdets (-områdernes) forskellige dele. Som’det er vist i fig. 4 forudsættes ejektoren ved dens øvre ende 2a at være drejelig omkring dens længdeakse, således at den kan drejes en omgang, 15 hvilket er antydet ved cirkelbuen 8. Ejektoren er leddelt ved 2b, således at dens nedre ende 2c kan bringes til at ændre beliggenhed svarende til buelinien 10. 9 betegner en indstillingsskrue, der er beregnet til manuel ændring af ejektorens udstrømningsåbning. Selv om ejektoren i det fore-20 gående er beskrevet som værende indstillelig for hånden og have en manuelt variabel udstrømningsåbning, kan den være indrettet til automatisk, f.eks. afhængigt af et programreguleringsorgan, at ændre indstilling eller variere udstrømningsåbning. Ligeledes kan et antal samvirkende ejektorer 25 styres indbyrdes i en bestemt rækkefølge. Éig. 3 viser en anlægstype, hvor ejektoren anvendes til at omdirigere og fordele ventilationsstrømmen, således at denne bringes til at nå ind i og gennemventilere et delvis afskærmet rum lb, der udgør en mindre del af lokalet la. På lignende måde kan 30 ejektorer placeres bagved f.eks. søjler for at omdirigere og/eller udglatte sådanne instabile hvirvelstrømninger, som ellers ville optræde der og forstyrre transporten og fordelingen af ventilationsluften. Også når det drejer sig om at beskytte opholdsområder mod uønskede termiske luftstrømninger 35 eller uønsket stråling, kan der anbringes ejektorer i lokalet (lokalerne), således at de omdirigerer en sådan strømning bort fra opholdsområdet (-områderne).

7 145145 o

Opfindelsens teoretiske baggrund skal forklares i det følgende: Luftbevægelsen i opholdsområdet afhænger af følgende faktorer: a) Den tilførte lufts tilstand: den tilførte lufts impuls, 5 den tilførte lufts temperatur i forhold til rumtemperaturen, b) Lokalets dimensioner og udformning, c) Lokalets indretning, d) Lufttilførselsorganets placering og retningen af den tilførte luft, 10 e) Termiske forstyrrelser (momentane varmebelastninger - ydre omstændigheder).

For i et lokale ved tilførsel af ventilationsluft at opnå en gennemventilering af lokalets opholdsområde, kræves der altid en vis impuls pr. længdeenhed (lokalets dybde = L): 15

K

( u2dA/L ~0 20 Denne nødvendige impuls hos den tilførte luft kan stride mod den tilladelige hastighed i opholdsområdet, f.eks. 0,2 m/sek.

Ved at tilføre ventilationsluften en impuls med ejektorer, kan man ved at vælge antal, størrelse og retning af ejektorer-ne opnå en ventilationsstråle, der altid når indervæggen.

25 Ejektorerne kan dimensioneres således, at ejektorstrømraen er lille i forhold til primærluftstrømmen.

Til opstilling af de efterfølgende ligninger i tilslutning til de vedføjede fig. 5, 6, 7 og 8 anvendes følgende betegnelser: 3o 1 = rumdybde Q = massefylde R = radius u = hastighed r = radius A = areal u^= ventilationsstrålens g = tyngdens acceleration indstrømningshastighed ^ t = rumtemperatur uQ= ejektorstrålens ind- 35 strømningshastighed t^= tilførselsluftens temperatur μ = R d - diameter

R

0,5 T = absolut temperatur α = vinkel qm = massestrømning 0 145145 8

O

π 2 00 2

Massestrøm- _ ( ( . e ^-n2r d<f? dr ning i snit 1: %il ' *ο / " Uc^ 5 αο Ρπ O® 2 iVi 2

Impuls i snit I, = f f 2 2y ·. 0 l:P 1 i ) f -«d ' ·' r dfdr = O o

w = l Γ u,2 dA

° !l tgo(. dxx

Ventilationsstrå- R, = f lens bredde j o 15 Luften omkring ventilationsstrålens centrumslinie ejiceres med af ejektoren. Hvis man antager at ejektoren river ventilationsstrålen med indtil en afstand = 0,3 R fra centrumslinien, rives ca. halvdelen af strømmen i ventilationsstrålen med. Resten af ventilationsluften diffunderer ud i 20 lokalet. 2 oo 2^ n2

Massestrøm- ^m2 ^ § P UC2 & r d p dr ning i snit 2: o o ' oO 2ΤΓ 2 25 1 f f . Ji ln2 2 J ) P ucl e" r d $ dr o o oo 2ir 2, 0 2 .2¾ 30 “puls 1 snlt *2 = ) J f u c2 e r d dr O o 2 oO 2 Tf 2 ^9 lh2 » I i j P u2cl e" r d J dr + O o 35 Ao + j /> “2o ds o x2

Ventilations- R0 = C a v strålens bredde ' ^ * x2 o 9 U5U5 o

Med disse ligninger og med ligningerne for hastighedsformindskelse i en fri stråle kan ejektoren dimensioneres for enhver rumdybde.

Den resulterende strålebredde forbliver i hovedsa-5 gen konstant.

Ved en kompliceret lokaleudforraning som den i fig. 3 viste er det altid vanskeligt at ventilere dele, der ligger afskærmede af fremskydende hjørner eller søjler.

Ejektoren frembyder her en udmærket mulighed for at meddele 10 ventilationsluften impuls og retning ind i den ikke ventilerede del af lokalet. Se fig. 7. Følgende ligninger kan opstilles: uc^ kan beregnes af ligningen for hastighedsformindskelse i en fri stråle: ucl = konstant 10 145145 + μ ο CM -Μ β c η ό a) cm μ > ^ β . 0) (Μ θ’ Ο Η CM Ο + 2 3 k Νν ·>° °^° £ %^ο

8^0 ^ II

U Μ ιι ·ΰ £ 3 ^ 1-1 Ό

CV CM

p-j Μ -d >

CM

U I CM

ω c CM * Η

C CM

Η <4^0

CM I

__ <u £"*

CM

a) η o rM β o ° $ . ' 3 fc Q_ cm^o 0 ^ 0 H ( << CM 0 * V - 1) g1

β P

<U G

+J +> ·· tJi β β +> ---1 β nS Cn +> -μ +) ft) ω

ω ω > -P

β £ Φ <ΰ Οο tT> +1 # X 3 ' Tj 11 μ tn β 0 Η ·"( ι-i > β -μ Ο XI Οι β G g s

Η W

o

11 1451 AB

Ved hjælp af ovenstående ligninger kan ejektoren dimensioneres for enhver tilførselsluftstrøm og ethvert lokale.

Tilsvarende ligninger vil kunne opstilles for at 5 studere ejektorens anvendelse til at omdirigere og udglatte de forstyrrende, instabile hvirvelstrømdannelser, der kan optræde f.eks. bagved søjler.

Ved at opstille ligninger for impulsligevægt og varmeligevægt kan man på tilsvarende måde studere ejektorens 10 anvendelighed til beskyttelse af opholdsområder mod uønskede luftstrømninger, f.eks. kuldestrømme ved vinduer.

I fig. 9 betegner de fuldt optrukne, nedadrettede og de punkterede, opadrettede pile strømningsforløbet ved en fri udstrømning fra tre ejektorer 2 i et vandret plan. Ved 15 ejektorerne 2's placering op mod en loftsflade halveres strømningsbilledet, således at kun de fuldt optrukne, nedadrettede pile gælder. Dette strømningsforløb er mere direkte sammenligneligt med de i fig. 10 og 11 viste to konventionelle strømningsforløb gennem henholdsvis den perfo-20 rerede overflade i fig. 10 og fra de tre gitre i fig. 11.

Claims (4)

12 145145 o Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til i anlæg til ventilation af store lokaler såsom værksteds- og industrihaller eller lokaler med uregelmæssig form såsom vinkelform at transportere 5 og fordele luften i lokalet, idet en tilpasset strøm af ventilationsluft tilføres lokalet med i forhold til den krævede indtrængningsdybde i lokalet lav hastighed, kendetegnet ved, at den på et sted i lokalet således tilførte ventilationsluft påvirkes af et antal langs med den 10 tilsigtede strømningsvej på hinanden følgende ejektorluft-strømme til videretransport af ventilationsluften i lokalet henholdsvis til afbøjning af delstrømme fra denne, idet hver ejektorluftstrøm altid er væsentlig mindre end ventilationsluftstrømmen, og at hver efterfølgende ejektorluft-15 strøm tilføres ved et punkt beliggende indenfor virkningsområdet for en forudgående ejektorluftstrøm.

2. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 til ventilation af store lokaler såsom værksteds- og industrihaller eller lokaler med uregelmæssig form såsom 20 vinkelform og til at transportere og fordele luften i lokalet, idet en tilpasset strøm af ventilationsluft tilføres lokalet med i forhold til den krævede indtrængningsdybde i lokalet lav hastighed, hvilket anlæg omfatter et lufttilførselsaggregat (3, 6, 7) til indføring af ventilationsluft-25 strømmen på et sted i lokalet, kendetegnet ved et antal langs med den tilsigtede strømningsvej for ventilationsluftstrømmen anbragte ejektorer (2) til indføring af ejektorluftstrømmene, som hver især er væsentlig mindre end ventilationsluftstrømmen, og ved, at hver efterfølgende 30 ejektor (2) er anbragt indenfor virkningsområdet for en forudgående ejektorluftstrøm.

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hver ejektor (2a) er manuelt eller automatisk indstillelig i vilkårlig retning.

4. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at hver ejektor (2a) er udstyret med organer til manuel eller automatisk regulering af ejektorimpulsen.