DK164374B - Fremgangsmaade og luftfordelingsorgan til indfoering af indkommende luft i et lokale - Google Patents

Description

DK 164374B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til indføring af indkommende luft i et lokale, hvilken luft ledes til den nedre del af lokalet direkte til et opholdsområde ved hjælp af et langstrakt luftfordelingsorgan med et antal luftudstrømningsåbninger.

5 Endvidere angår opfindelsen et luftfordelingsorgan til sådan indføring af indkommende luft i et lokale.

Ved ventilering af lokaler optræder der luftstrømninger, idet der indføres ren udeluft til lokalet gennem særligt indrettede, 10 stationære jalousiventiler, ventiler eller tilsvarende luftfordelingsorganer, og idet luft fjernes fra lokalet ved hjælp af særlige luftudsugningsorganer, når luften i lokalet er blevet for varm eller for fugtig eller forurenet med urenheder, som er dannet i lokalet.

15

Ved såkaldt blandet ventilation føres luft ind i et lokale eller i et rum gennem luft fordelingsorganer i form af eller flere stråler, der rækker langt ind i lokalet i en bestemt retning, i reglen mod den øvre del af lokalet. Ved induktion 20 trækker strålerne indeluft med sig og blandes med indeluften på en sådan måde, at hele rummet til sidst er fyldt med en relativ homogen blanding af inde- og udeluft, hvor temperaturen, indholdet af urenheder, fugtigheden osv. i blandingen er i det væsentlige ens over hele rummet.

25

Blandingsventilation har visse ulemper. Den luftstrøm, der udsendes med høj hastighed fra luftfordelingsorganerne, kan række alt for langt, eller den kan støde mod en strømningshindring, f.eks. et lysarmatur, således at luftstrømmen ændrer 30 sin retning, hvorved den kan forårsage træk i zoner eller områder, hvori der befinder sig mennesker (de såkaldte opholdsområder) . Hertil kommer, at indføring af udeluft til den øvre del af rummet tvinger de urenheder og den overskydende varme, der af sig selv er steget op til den øvre del af rummet, til-35 bage ned mod opholdsområdet på grund af den udeluft, der strømmer mod dette område. Man må erkende, at udeluften burde til-

DK 164374 B

2 føres alene til det såkaldte opholdsområde i stedet for til hele området.

For at eliminere disse ulemper er der blevet udviklet en så-5 kaldt fortrængningsventilation, hvor udeluft føres direkte ind i opholdsområdet i den nedre del af lokalet ved hjælp af luftfordelingsorganer. Luften indføres således, hvor det er ønsket, hvorved overskydende varme og urenheder, der er steget op til den øvre del af rummet, ikke presses tilbage til op-10 holdsområdet.

Fortrængningsventilation har imidlertid nogle væsentlige ulemper. Med henblik på at hindre dannelsen af træk som følge af tilførsel af luft direkte ind i opholdsområdet fra luftfor-15 delingsorganerne må hastigheden holdes på en meget lav værdi. Dette er også nødvendigt for at hindre luftstrømmen i at medbringe luft fra den øvre del af rummet på grund af induktion, hvilket ville bringe urenheder og overskudsvarme ned i opholdsområdet. Luftstrømmens hastighed fra luftforsyningsorganerne, 20 hvor er arbejdes efter fortrængningsprincippet, er derfor meget lav, i reglen fra 0,5 til 1,5 m/sek.

Den lave hastighed giver imidlertid anledning til, at man må give afkald på nogle af de vigtige fordele ved luftfordelings-25 organerne. For det første er det ikke muligt at styre luftstrømmene i et rum ved hjælp af luftfordelingsorganerne, fordi den kinetiske energi i luftstrømmen er tilstrækkelig til at bringe større luftmasser i bevægelse. For det andet kan temperaturen i rummet ikke påvirkes ved fortrængningsventilation 30 som følge af det lave blandingsforhold ved fortrængningsluftfordeling, dvs. det forholdsvis lille forhold mellem sekundær luftstrøm og luftstrømmen fra luftstrålen. Hvis tilførselsluften er blot lidt varmere end rumluften, udsættes den for termiske kræfter, der tvinger den til at strømme opad ind i den 35 øvre del af rummet. På tilsvarende måde falder strømningen ned mod gulvniveau og giver anledning til træk, hvis tilfør-

DK 164374 B

3 selsluften er markant koldere end rumluften. Det er som følge heraf ikke muligt at opvarme eller i væsentlig grad afkøle rummet ved hjælp af fortrængningsventilation.

5 Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde, der fjerner de ovennævnte ulemper og muliggør tilførsel af varm såvel som kold forsyningsluft direkte til opholdsområdet uden trækproblemer, således at temperaturen i rummet kan påvirkes .

10

Dette formål opnås ved en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, som er ejendommelig ved, - at luften indblæses med en hastighed på mindst 1,5 m/s fra et stort antal små udstrømningsåbninger på en sådan måde, 15 at de fra udstrømningsåbningerne kommende luftstrålers hastighed aftager til mindst ca. 1/10 over en afstand, som er højst ca. 50 gange udstrømningsåbningens diameter, når åbningen er rund, og - at en indblanding af lokalets sekundærluft fra en uønsket 20 retning i lokalet hindres over nævnte afstand i det mindste ved luftfordelingsorganets ene ende.

Det ifølge opfindelsen tilvejebragte luftfordelingsorgan til indføring af indkommende luft i et lokale omfatter en luftka- 25 nal, hvis væg har et antal udstrømningsåbninger for luft, og er ejendommeligt ved, - at udstrømningsåbningerne er dimensioneret så små for en i åbningerne forekommende luftstrøm på mindst 1,5 m/s, at de fra udstrømningsåbningerne kommende luftstrålers hastighed 30 aftager til mindst 1/10 over en afstand, som er højst ca.

50 gange udstrømningsåbningens diameter, når åbningen er rund, - at luftkanalens længde er væsentligt større end kanalens bredde, 35 - at udstrømningsåbningernes indbyrdes afstand er mindst 1,5 x n x d, hvor n er åbningernes antal i en række i luftka-

DK 164374 B

4 nalens længderetning, og d er åbningens diameter, når åbningen er rund, og - at luftkanalen er forsynet med mindst én strømningsafbøjningsplade, som hindrer lokalets sekundærluft i at blive 5 indblandet i luftstrålerne fra ne uønsket retning i lokalet over luftstrålernes nævnte hastighedsreduktionsafstand.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er baseret på den idé, at der anvendes høj hastighed af tilførselsluften i fortrængnings-10 ventilation samtidigt med, at indføringen af indkommende luft bringes til at finde sted under sådanne betingelser, at hastigheden i luftstrømmen reduceres over en kort afstand, hvorved den sekundære luft i vid udstrækning hindres i at trænge ind i luftstrålen fra uønskede retninger langs denne afstand.

15 Denne form for ventilationsmetode muliggør, at store luftmasser kan sættes i langsom strømningsbevægelse i en ønsket del af rummet, og strømmene kan kontrolleres uafhængigt af termiske strømninger eller andre tilsvarende uønskede strømninger. Resultatet er, at al den luft, der indeholdes i rummet, ikke 20 blandes, og at de urenheder og overskydende varme, der indeholdes i luften i den øvre del af rummet, ikke føres til opholdsområdet. Endvidere forårsages der ingen træk i dette område. Fremgangsmåden muliggør tilførsel af både varm og kold luft direkte til det anvendte område uden træk.

25

Opfindelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 og 2 skematisk viser en foretrukken udførelsesform for 30 et luftfordelingsorgan ifølge opfindelsen, set henholdsvis fra siden og i tværsnit, fig. 3-5 er sideafbildninger for alternative udførelsesformer for luftfordelingsorganer, og 35 fig. 6 illustrerer funktionsprincippet for et ventilationsanlæg

DK 164374 B

5 ifølge opfindelsen.

Fig. 1 og 2 viser en foretrukken udførelsesform for et luftfordelingsorgan. Luftfordelingsorganet er dannet af en lodret 5 luftkanal 1, hvis længde er væsentligt større end dens diameter, eller hvis der er tale om et rektangulært tværsnit, større end den største sidelængde. Et stort antal dyser 2 eller tilsvarende huller, slidser eller lignende udstrømningsåbninger for luften, er udformet i kanalvæggen. Dyserne er ikke placeret 10 over hele kanalens yderflade, men kun over en forud fastlagt del af dennes omkreds, dvs. i en blandedel la. En strimmellignende sekundær del lb, der forløber på langs af kanalen, har ingen huller.

15 Ved den viste udførelsesform er luftkanalen monteret mellem en sidevæg 4 i et rum 3 i nogen afstand fra et gulv 5. Den nedre ende af kanalen er lukket, og en ringformet afbøjningsflade 6 er monteret ved den øvre ende af blandedelen la. Blandedelen åbner mod den såkaldte opholdszone 7 i rummet.

20

Den øvre ende af luftkanalen er forbundet med et ikke vist lufttilførselsnet for tilførsel af luft til luftkanalen på en sådan måde, at luften strømmer ud gennem dyserne med høj hastighed, f.eks. 2,5-10 m/s. Som følge af induktion vil luft-25 strålerne A fra dyserne trække sekundærluft B fra rummet til sig fra alle sider, således at den sekundære luft blandes med luftstrålerne, der udsendes fra dyserne. På grund af det store antal dyser og disses ringe diameter, vil blandingen såvel som reduktionen af luftstrømmenes hastighed foregå over en 30 mindre afstand. Hvis det antages, at diameteren d ved dysen er f.eks. 5 mm, og afstanden, hvorover hastigheden er faldet til 1/20 af dysehastigheden, er f.eks. 50 gange dysens diameter, reduceres hastigheden fra en værdi af 8 m/s til en værdi af 0,4 m/s over en afstand på 250 mm.

De ovennævnte tal er kun eksempler og afhænger ikke blot af 35

DK 164374 B

6 de ovennævnte faktorer, men også af den gensidige afstand mellem dyserne, dyselængden, areal forholdet mellem blandedelen og den sekundære del osv. Tallene er imidlertid illustrative for de mest betydningsfulde faktorer, der er forbundet med 5 luftstrålernes opførsel og blandingen af sekundærluft, og tallene viser, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen muliggør tilførsel af luft direkte ind i et anvendt område uden trækproblemer.

10 Højhastighedsluftstråkerne medbringer derved en stor mængde sekundær luft, hvorved de bevæger store luftmasser, i reglen i det mindste 10 gange mængden af tilførselsluftstrøm. Hertil kommer, at disse luftstrømme kan retningsreguleres af strålerne efter ønske. Herved bliver virkningen af uønskede termiske 15 strømninger og lignende ubetydelige.

Som følge af det undertryk, der hersker i luftkanalen, indsuger dyserne i luftkanalen sekundær luft fra alle sider, dvs. at der opstår et undertryk gennem hele blandedelen. I kanalens 20 midterdel indsuger undertrykket sekundær luft i det væsentlige som vist i fig. 2. Ved enderne af kanalen vil dyserne imidlertid også indsuge sekundær luft i kanalens akseretning som følge af det undertryk, der hersker i området ved blandedelen. Hvis dette sker, vil luftstrømmen fra kanalen blive drøvlet 25 ned, og hastigheden i luften vil forblive på et for højt niveau. Hertil vil den sekundære strømning kunne medbringe urenheder fra den øvre del af rummet.

Afbøjningspladen 6 er tilvejebragt for at forhindre en mulig 30 uønsket vertikal strømning af sekundær luft, idet størrelsen af pladen er valgt på en sådan måde, at hastigheden af luftstrålerne bag pladen er reduceret til i det mindste 1/10 af dysehastigheden. Det undertryk, der giver anledning til en aksial strømning af sekundær luft, er derved reduceret til 35 omkring 1/100, hvorved undertrykket ikke længere er i stand til at frembringe en nævneværdig strømning i retning af kana- 7 lens akse. Som følge af den effektive blanding, kan afbøjningspladen være forholdsvis lille. I det ovenfor beskrevne eksempel er en udragende del X, der rager 200 mm ud fra kanalens overflade, tilstrækkelig. Den nedre ende af kanalen er anbragt så 5 tilstrækkeligt nær rummets gulv, at den er i stand til at hindre dannelse af uønskede vertikale strømninger af sekundær luft ved den nedre ende af kanalen.

Ved den i fig. 3 viste udførelsesform for luft fordelingsorganer 10 vil tilførsel af sekundær luft fra et område bag og oven over blandedelen være hindret på grund af afbøjningspladerne 6. Afbøjningspladerne 6 for den sekundære strømning kan anvendes til at styre luftstrømmene navnlig i de tilfælde, hvor temperaturen i tilførselsluften afviger væsentligt fra rumtempera-15 turen. Den i fig. 4 viste udførelsesform anvendes, når temperaturen i tilførselsluften er lavere end temperaturen i rummet. Den øvre afbøjningsplade hindrer tilførsel af sekundær luft i området for blandedelen, hvorved luftstrålerne ledes i horisontal retning. Når tilførselsluften når frem til den ydre 20 rand af afbøjningspladen, er temperaturen i tilførselsluften steget til nær rumtempera turen, således at de termiske kræfter kun er i stand til i mindre grad at afbøje luftstrålerne nedad. Ved den nedre ende af kanalen tilsættes luftstråleme også sekundær luft fra neden, hvilken luft søger at bøje strømningen 25 opad i retning mod den retning, hvori de termiske kræfter virker. Hvis afstanden fra gulvet er passende, vil en luftstrømning, som vender modsat hovedstrømmen, dannes over gulvniveauet, hvilket hindrer hovedstrømmen i at falde til gulvniveau og derved danne træk ved gulvet. Ved hjælp af dette 30 arrangement er det muligt at tilføre tilførselsluft, hvis temperatur er mere end 10* C lavere end rumtemperaturen, direkte til opholdszonen.

Det foretrækkes, at afbøjningspladen kan forskydes i forhold 35 til luftkanalen, således at det er muligt at tilføre enten varm eller kold luft ved hjælp af lufttilførselsorganer til

DK 164374B

8 rummet. Afbøjningspladen forskydes til den øvre del af kanalen, når tilførselsluften er kold, og til den nedre del af kanalen, når tilførselsluften er varm.

5 Ved den i fig. 5 viste udførelsesform er luftkanalen 1 monteret i horisontal stilling, og en afbøjningsplade 6 er fastgjort til den øvre kant af kanalen parallelt hermed. En sådan opbygning er navnlig hensigtsmæssig ved tilførsel af kold udskiftningsluft til store lokaler.

10

Det er ligeså vigtigt at sikre, at alle dyserne tilføres sekundær luft fra alle retninger, som at hindre indtrængning af sekundær luft fra retninger, som er uhensigtsmæssige for strømningen som helhed. Dette er antydet og illustreret i fig. 6, 15 der i større skala gengiver en del af blandedelen la. I fig.

6 er hovedstrømmen af sekundær luft mellem dyserne skematisk vist ved pilene B. Strømmen af luftstråler fra dyserne er vist ved pilene A, og strømmen af sekundær luft, der trækkes med af luftstrålerne, er vist ved pilene C. Det fremgår af 20 figuren, at længdeudstrækningen a af kanalen skal være tilstrækkelig stor sammenlignet med diameteren d af dyserne med henblik på at sikre, at luftstrålerne A i midterområdet af blandedelen også opnår en tilstrækkelig sekundær luftmængde C, og at blandingen er effektiv, dvs. at hastigheden af luft-25 strømmen aftager hurtigt, temperaturforskellene udjævnes osv.

Hvis dimensionen a er for lille, vil den sekundære luft B fra siderne af blandedelen bøje luftstrålerne A kraftigt til siden som vist i fig. 2, hvorved der forekommer temperaturforskelle, 30 som giver anledning til termiske strømme, i midterdelen af blandeområdet. Det er i reglen tilstrækkeligt, at forholdet a/n x d er større end 1,5, hvor n er antallet af dyser i en række i kanalens breddeudstrækning. Forholdet varierer en smule med ændringer af dimensionerne a eller d. På grund af 35 strømningen B fra området mellem dyserne foretrækkes det, at dyserne er anbragt i lige rækker, som også kan forløbe skråt

DK 164374 B

9 i forhold til kanalens bredderetning, således som det er vist i figurerne. Hvis dette ikke er tilfældet, er det mere vanskeligt at få den sekundære luftstrøm B til at trænge ind i blandedelens midterområde.

5

Afstanden b mellem dyserne er ikke ligeså vigtig. Dimensionen b kan i princippet være lig med 0, hvorved dyserne er erstattet med en kontinuerlig slids. Herved kan den sekundære luftstrøm C imidlertid kun trænge ind i luftstrømmen fra dyserne fra to 10 retninger, således at blandingen bliver stærkt reduceret, og hastigheden i luftstrålen aftager noget langsommere, hvilket vil sige, at den såkaldte kasteafstand forlænges. Det foretrækkes at have runde dyseåbninger, og at den gensidige afstand mellem disse i kanalens bredderetning b er større end 3d.

15 Herved opnås der en effektiv blanding, en stor mængde sekundær luft føres med, og udligningen af temperaturerne samt reduktion af strømningshastigheder sker over en kort afstand.

Med henblik på at sikre, at tilstrækkelig sekundær luft kan 20 tilføres overalt over blandedelen fra de ønskede retninger, skal den sekundære del af luftkanalen, dvs. den del, hvori der ikke er huller, være tilstrækkelig stor, fortrinsvis dække i det mindste 1/6 af kappefladen af luftkanalen, hvori dyserne er anbragt.

25

Det er klart, at detaljer ved luftfordelingsorganet kan varieres i forhold til den foran beskrevne, foretrukne udførelse. Luftkanalen kan således være forsynet med afbøjningsplader 6, som er svingbart monteret herpå, og som drejes i afhængighed 30 af forskellen mellem temperaturerne i tilførselsluften og i rummet. Alternativt kan afbøjningspladerne være parallelle med kanalen og placeret i en stilling, hvor de ikke hindrer lodret strømning af seundær luft. Den indvendige diameter i dyserne er fortrinsvis ikke større end 10 mm.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til indføring af indkommende luft i et lokale, ved hvilken luft ledes til den nedre del af lokalet 5 (3) direkte til et opholdsområde (7) ved hjælp af et langstrakt luftfordelingsorgan (1) med et antal luftudstrømningsåbninger (2), kendetegnet ved, at luften indblæses med en hastighed på mindst 1,5 m/s fra et stort antal små udstrømningsåbninger (2) på en 10 sådan måde, at de fra udstrømningsåbningeme kommende luftstrålers (A) hastighed aftager til mindst ca. 1/10 over en afstand (X), som er højst ca. 50 gange udstrømningsåbningens diameter, når åbningen er rund, og - at en indblanding af lokalets sekundærluft (B) i luft- 15 strålerne fra en uønsket retning i lokalet hindres over nævnte afstand (X) i det mindste ved luftfordelingsorganets ene ende.

2. Luftfordelingsorgan til indføring af indkommende 20 luft i et lokale og omfattende en luftkanal (1) , hvis væg har et antal udstrømningsåbninger (2) for luft, kendetegnet ved, at udstrømningsåbningerne (2) er dimensioneret så små for en i åbningerne forekommende luftstrøm på mindst 25 1,5 m/s, at de fra udstrømningerne kommende luftstrålers (A) hastighed aftager til mindst 1/10 over en afstand (X) , som er højst ca. 50 gange udstrømningsåbningens diameter, når åbningen er rund, - at luftkanalens (1) længde er væsentlig større end 30 kanalens bredde, at udstrømningsåbningernes (2) indbyrdes afstand (a) i luftkanalens længderetning er mindst 1,5 x n x d, hvor n er åbningernes antal i en række i luftkanalens længderetning, og d er åbningens diameter, når åbningen er 35 rund, og at luftkanalen (1) er forsynet med mindst én strømnings- DK 164374 B afbøjningsplade (6), som hindrer lokalets sekundaerluft (B) i at blive indblandet i luftstrålerne (A) fra en uønsket retning i lokalet over luftstrålernes nævnte hastighedsreduktionsafstand (X). 5

3. Luft fordelingsorgan ifølge krav 2, kendeteg net ved, at luftkanalen (1) er dimensioneret for en udstrømningshastighed af den indkommende luft (A) på mindst 2,5 m/s.

4. Luft fordelingsorgan ifølge krav 2 eller 3, ken detegnet ved, at luftudstrømningsåbningerne (2) er dyser, hvis inderdiameter er højst 10 mm.

5. Luft fordelingsorgan ifølge ethvert af kravene 2-4, 15 kendetegnet ved, at kappefladen i luftkanalen (1) danner en uperforeret langsgående strimmel (lb), der grænser op til et overfladeareal (la), der er forsynet med udstrømningsåbninger (2), og som forløber i længderetningen fra den ene ende af området til den anden. 20

6. Luftfordelingsorgan ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den uperforerede overfladestrimmel (lb) dækker i det mindste 1/6 af kappefladen i luftkanalen (1). 1

7. Luftfordelingsorgan ifølge ethvert af kravene 2-6, kendetegnet ved, at strømningsafbøjningspladen (6) kan forskydes i luftkanalens (1) længderetning til forskellige placeringer langs det overfladeområde (la), der er forsynet med nævnte udstrømningsåbninger (2).