FI100065B - Ilmastointilaitteisto ja menetelmä sen toiminnan ohjaamiseksi - Google Patents

Description

100065

Ilmastointilaitteisto ja menetelmä sen toiminnan ohjaamiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ilmastointi-5 laitteiston toiminnan ohjaamiseksi, johon laitteistoon kuuluu - laite ulkoilman tuomiseksi huonetilaan, - laite huoneilman poistamiseksi huonetilasta, - laite poistetun huoneilman palauttamiseksi palau- 10 tusilmana huonetilaan, ja - säätövälineet ulkoilman, huonetilasta poistetun huoneilman ja huonetilaan palautettavan huoneilman määrien säätämistä varten, jotka säätövälineet ovat aseteltavissa ilman läpimenon estävän sulkuasennon ja ilman läpimenon 15 sallivan aukiasennon välillä, - jolloin säätövälineitä asetellaan mainittujen ilmamäärien keskinäisten sekoitussuhteiden säätämiseksi vastaamaan huonetilan haluttua olotilaa.

Ilmanvaihdon tarve rakennuksissa vaihtelee riippuen 20 rakennuksessa kullakin hetkellä olevien ihmisten määrästä, ilmaan pääsevien epäpuhtauksien määrästä, lämpökuormasta jne. Ilmanvaihtojärjestelmä, erityisesti sen ilmavirta, joudutaan luonnollisesti mitoittamaan maksimikuormituksen mukaan. Koska mitoittava tekijä on hyvin usein lämpökuor-• 25 mitus, joudutaan ilmanvaihtoa erityisesti talvella käyttä mään tarpeettoman suurella teholla ellei tehoa voida säätää. Tämä kuluttaisi tarpeettomasti hyvin suuren määrän etenkin lämpöenergiaa, koska rakennukseen millä tavalla tahansa tuotu kylmä ulkoilma on lämmitettävä.

30 Tarpeettoman energiankulutuksen välttämiseksi on kehitetty erilaisia tapoja säätää ilmanvaihtolaitoksen tehoa. Luonnollisin tapa on pienentää samanaikaisesti ilmastointijärjestelmän tulo- ja poistoilmavirtaa silloin, kun täyttä tehoa ei tarvita. Tämä voi tapahtua esim. sää-35 tämällä puhaltimien pyörimisnopeutta, muuttamalla puhalti- 2 100065 mien suoritusarvokäyriä siipikulmaa säätämällä tai saattamalla puhaltimeen tuleva ilma pyörimisliikkeeseen ns. joh-tosiipisäätimillä tai yksinkertaisesti lisäämällä järjestelmän ilmanvastusta säätöpelleillä.

5 Ilmavirran pienentäminen aiheuttaa kuitenkin ongelmia ilman jaossa huoneisiin. Tavanomaisten ilmanja-kolaitteiden ominaisuudet, erityisesti ns. heittopituus, muuttuvat ilmavirran pienetessä siten, ettei ilmanjako-laitteesta purkautuva ilmavirtaus jaksakaan ulottua koko 10 huonetilaan, vaan osassa huonetta ilma ei lainkaan vaihdu. Erityisen kriitillinen on tilanne silloin, kun tuloilman lämpötila poikkeaa huoneilman lämpötilasta. Jos tuloilma on huoneilmaa kylmempää, se helposti "putoaa" lattiatasolle ja aiheuttaa vetoa sen lisäksi, että ilma hengitys-15 tasolla vaihtuu huonosti. Jos tuloilma on huoneilmaa läm-pimämpää, se jää (tai nousee) huoneen yläosaan ja poistuu tavallisesti siellä olevan poistoventtiilin kautta suoraan ulos, jolloin ilma varsinaisella oleskelutasolla ei lainkaan vaihdu (ns. oikosulkuvirtaus).

20 Tämän yleisen ongelman lisäksi on kaikilla em. sää- tötavoilla omia erityisongelmiaan. Muuten ongelmaton pyö-rimisnopeussäätö on hyvin kallis samoin kuin siipikul-masäätö. Siipikulmaa säädettäessä voidaan pienillä ilmavirroilla joutua puhaltimen ominaiskäyrän epästabiilille ; 25 osalle, jolloin pahimmassa tapauksessa syntyy ns. pump- pausilmiö (hunting): puhaltimen ilmavirta vaihtelee useita kertoja sekunnissa, josta seurauksena voi olla voimakkaita paineiskuja ja äänenmuodostusta. Pumppausriski on merkittävä erityisesti silloin, kun ilmastointijärjestelmän vas-30 tuskäyrä ei ole neliöparabeli. Tämä riski on, joskin selvästi pienempänä, myös johtosiipisäädin- ja säätöpeltisää-dössä, esimerkiksi aksiaalipuhaltimien ilmavirtaa voidaan säätää säätöpellillä vain hyvin pienellä ilmavirta-alueella.

li 3 100065 Lähinnä ilmanjaon ongelmien poistamiseksi on kehitetty ns. palautusilmakäyttö. Palautusilmakäytössä rakennuksen ulkoilmavirtaa ja rakennuksesta poistuvaa ns. jä-teilmavirtaa pienennetään säätöpeltien avulla, mutta sa-5 maila ohjataan osa poistoilmavirrasta puhaltimen jälkeen tuloilmapuhaltimen imupuolelle, jossa se sekoittuu puhaltimien imemään ulkoilmavirtaan. Takaisin rakennukseen ohjattava osuus poistoilmavirrasta pyritään pitämään yhtä suurena kuin säätöpelleillä aikaansaatava uiko- ja/tai 10 jäteilmavirran pienentyminen. Tällöin tulo- ja poistoilma-puhallin sekä ilmanjakolaitteet toimivat koko ajan mitoi-tusilmavirralla, eikä edellä selostettuja ongelmia niiden toiminnassa esiinny.

Periaatteessa palautusilmajärjestelmä näyttää yk-15 sinkertaiselta, mutta todellisuudessa heti, kun palau-tusilmapelti avataan poistoilman ohjaamiseksi tuloilmapu-haltimeen, täysin erillisistä poisto- ja tuloilmajärjes-telmistä muodostuu yksi erittäin monimutkainen ja vaikeasti hallittavissa oleva järjestelmäkokonaisuus, jossa eri-20 tyisesti ilmavirtoja ei käytännön laitostoteutuksissa kokemuksen mukaan lainkaan hallita. Koko ongelmakentän selvittäminen vaatisi erittäin laajan ja monimutkaisen selostuksen, joten seuraavassa on vain periaatteellisesti selostettu esiintyviä ongelmia ja niitä seurauksia, joita ; 25 hallitsemattomasta tilanteesta on.

Eräs vakavimmista käytännössä esiintyvistä ongelmista on se, ettei ihmisten terveyden kannalta kriittistä ulkoilmavirtaa saavuteta. Yleisesti käytetyt minimiulkoil-mavirran varmistuslaitteet, jotka perustuvat ulkoilmapel-30 Iin asennon rajoittamiseen, eivät takaa edes sitä, että ulkoilmaa ylipäänsä tulee järjestelmään, puhumattakaan minimiulkoilmavirran varmistamisesta. Tilannetta mutkistaa vielä se, että ilmavirrat eri järjestelmän osissa vaihte-levat tarvittavan säätöalueen mukaisesti ja ilmavirtojen 35 pitäisi olla hallittuja koko ilmavirta-alueella.

4 100065

Tilanne olisi ehkä vielä jotenkin hallittavissa, jos ilmavirran ja säätöpellin asennon välillä vallitsisi vakiosuhde tai jos se edes noudattaisi jotakin matemaattista yhtälöä. Näin ei valitettavasti ole, vaan peltien 5 säätökäyrät riippuvat melko monimutkaisella tavalla sää-tösäleen muodosta, otsapintanopeudesta ja säleen asennosta. Säätökäyrät on aina kokeellisesti määriteltävä.

Ilmastointikonevalmistajat toimittavat sekoitusosia standardisoituina vakioratkaisuina, joiden ominaisuudet 10 eivät ole mitenkään muuteltavissa ja joille kokonaisuutena ei yleensä ilmoiteta minkäänlaisia suoritusarvoja. Ilmoitetut suoritusarvot ovat yleensä erillisille kanaviin asennettaviksi tarkoitetuille säätöpelleille, eikä edes niiden paikkansapitävyyttä sekoitusosaan asennettuina ole 15 mitenkään varmistettu tai mitään raja-arvoja säädettävän järjestelmän ominaisuuksille annettu.

On esiintynyt lukuisia tapauksia, joissa puhaltimien moottorit eivät ilmavirran kasvun ja sen aiheuttaman sähkötehon kasvun takia ole pysyneet päällä palautusilma-20 käytöllä. Lukuisissa mittauksissa on todettu, että pellin asennon rajoituksista huolimatta minimiulkoilmavirtaa ei saavuteta. Rakennuksen painesuhteet ovat eräissä tapauksissa olleet palautusilmakäytöllä niin pahasti häiriytyneet, ettei ulko-ovia ole saanut helposti auki. Tämä on • 25 johtanut siihen, että monet tutkijat, rakennusvalvontateh- tävissä toimivat henkilöt jne. ovat esittäneet palautusil-makäytöstä luopumista kokonaan. Näitä vaatimuksia ovat voimistaneet itse sekoitustapahtuman ongelmat varsinkin silloin, kun poistoilma on kosteaa joko rakennuksessa sii-30 hen haihtuvan kosteuden tai tuloilman kostutuksen takia. Käytännössä sekoitusosissa on ilmennyt kondenssin ja huurteen muodostumista, pahimmillaan ne ovat jäätyneet kylmän ulkoilman ja kostean palautusilman kohdatessa. Tilannetta on ilmeisesti pahentanut huono ilmavirtojen hallinta. Se-35 koitusosa, joka laboratoriokokeissa toimii moitteettomas- 5 100065 ti, kun "oikeat" ilmavirrat sekoitetaan "oikeilla" nopeuksilla, voi käytännössä aiheuttaa suuria vaikeuksia, kun ilmavirtojen huonon hallinnan takia "väärät" ilmavirrat sekoitetaan "väärillä" nopeuksilla.

5 Sekoitusosan huono toiminta vaarantaa myös osan jälkeisten ilmastointikoneen osien toiminnan. Lämmityspat-teri ei epätasaisen nopeus- ja/tai lämpötilajakautuman takia saavuta mitoitettuja suoritusarvojaan tai sen vastus kasvaa. Tunnetaan jopa tapauksia, joissa patteri on jääty-10 nyt sekoitusosan huonon toiminnan takia. Suodatinosan vastus kasvaa ja käyttöikä lyhenee, kostutusosista tai jääh-dytyspattereista irtoaa pisaroita ilmavirtaan aiheuttaen kosteus- ja hygieniaongelmia, niiden vastus kasvaa ja suoritusarvot huononevat jne. Hallitsemattomasti toimiva se-15 koitusosa yksinkertaisesti huonontaa minkä tahansa sen jälkeen asennetun ilmastointikoneen osan toimintaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa ilmastointilaitteiston hallitun toiminnan. Tämä 20 tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että ulkoilma ja palautusilma johdetaan huonetilaan vuorotellen ja että säätövälineiden aukioloaikoja säädetään vastaamaan ulkoilma- ja palau-tusilmamäärien haluttua sekoitussuhdetta huonetilassa.

• 25 Keksinnön perusidea on se, että tulolaitetta ja palautuslaitetta käytetään vuorotellen jaksottaisesti sellaisen ajan verran, että aikaansaadaan huonetilaan kulloinkin haluttu sekoitussuhde ulkoilman ja palautusilman välillä.

30 Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada hallit tu ilmastointilaitteisto, jossa halutut ilmavirrat ja sekoitussuhteet saavutetaan suurella tarkkuudella, minimiul-koilmavirta saavutetaan kaikissa olosuhteissa, rakennuksen painesuhteet säilyvät kaikissa toimintapisteissä, sekoi-35 tusprosessi ei aiheuta ongelmia itse sekoitusosassa eikä 6 100065 häiritse sen jäljessä olevien koneosien toimintaa ja säätöön tarvittava laitteisto yksinkertaistuu olennaisesti.

Keksinnön perusidea on, että sekoitusosan (palau-tuslaitteen) toiminta mitoitetaan järjestelmän ominaisuuk-5 sien mukaan hallituksi vain kahdessa tai rajoitetussa määrässä sekoitusosan toimintapisteitä, ja sekoitusosaa käytetään on/off-säädöllä vain näissä toimintapisteissä. Haluttu sekoitussuhde saadaan aikaan säätämällä sen ajan pituutta, joka toimintapisteissä toimitaan.

10 Yksinkertaisimmillaan järjestelmä toimii 2-asen- tosäätönä siten, että käytetään vuorotellen jaksottaisesti pelkästään ulkoilmalaitetta, ts. huonetilaan johdetaan vain ulkoilmaa tai pelkästään palautusilmalaitetta, niin että huonetilaan johdetaan vain palautusilmaa. Haluttu 15 sekoitussuhde, ts. ulkoilmavirran ja palautusilmavirran suhde saadaan aikaan toimintajaksojen pituutta säätämällä. Jos siten halutaan esimerkiksi huonetilaan johdetusta ko-konaisilmavirrasta puolet palautusilmaa, ovat palautus-laitteen säätöpellit puolet kokonaisajasta auki ja puolet 20 kiinni. Jos minimiulkoilmavirtavaatimus on esim. 30 % ko-konaisilmavirrasta, on ulkoilmapelti auki 30 % kokonais-aj asta.

Koska ajan mittaamisessa saavutetaan helposti erittäin suuri tarkkuus, saavutetaan haluttu sekoitussuhde 25 erittäin suurella tarkkuudella: käytännössä poikkeama on alle 0,5 %. Säätöviesti saadaan samalla tavoin kuin nykyisissäkin järjestelmissä rakennuksen käyttöasteen, ilman puhtauden tai lämpötilan, ulkolämpötilan tms. perusteella. Sen sijaan säätömoottorit ovat yksinkertaisia on/off-moot-30 toreita, jotka ovat huomattavasti halvempia ja käyttövar-mempia kuin nykyisin käytetyt suhteellisesti säätävät moottorit. Myös säätölogiikka hieman yksinkertaistuu.

Sen lisäksi, että minimi ulkoilmavirran saavuttaminen varmistuu, vältetään kokonaan itse sekoitusproses-35 siin liittyvät vaikeudet, kuten kondensoituminen, jääty-

II

7 100065 minen, epätasainen lämpötilajakautuma jne., koska kahta erilämpöistä ilmavirtaa ei sekoiteta. Se, ettei sekoi-tusosan jälkeisten osien toiminta häiriydy, on helppo varmistaa laboratoriokokeessa vain kahdessa toimintapistees-5 sä, joissa epätasaisen lämpötilajakautuman vaikutusta ei tarvitse ottaa huomioon.

Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1 ja 2 esittävät kaavamaisesti keksinnön 10 mukaisen ilmastointilaitteiston erästä edullista toteutus-muotoa ulkoilmavirtakäytössä ja palautusilmavirtakäytössä, ja kuviot 3 ja 4 esittävät ilmastointilaitteiston vaihtoehtoisia toteutusmuotoja.

15 Piirustusten kuviossa 1 esitettyyn ilmastointilait teistoon kuuluu tulolaite 1, poistolaite 2 ja palautuslai-te 3.

Tulolaitteeseen 1 kuuluu ulkoilmasta huonetilaan 4 johtava tuloilmakanava 5, johon on asennettu säätöpelti 6, 20 suodatin 7, lämmöntalteenotin 8, säätöpelti 9 sekä lämmitys- ja jäähdytyspatterit 10, 11 ja puhallin 12. Puhallin kehittää kanavaan ulkoilmavirran A.

Poistolaitteeseen 2 kuuluu huonetilasta ulkoilmaan johtava poistoilmakanava 13, johon on asennettu suodatin 25 14, puhallin 15 sekä säätöpellit 16, lämmöntalteenotin 17 ja säätöpelti 18. Puhallin kehittää kanavaan poistoilma-virran B.

Palautuslaitteeseen 3 kuuluu palautusilmakanava 19, johon on asennettu säätöpelti 20. Kanavan läpi virtaa 30 poistoilmaa oleva palautusilmavirta C.

Säätöpellit 9, 16 ja 20 on kytketty käyttöelimiin 21, jotka asettelevat peltejä eri toiminta-asentoihin, tässä esimerkissä suljetun asennon ja avatun asennon välillä. Käyttöelimet ovat säädettävien aikakytkimien 22 35 ohjaamia, joiden avulla voidaan säätää peltien aukioloai-ko j a.

8 100065

Palautuslaitteen 3 toiminta on tällöin mitoitettu hallituksi järjestelmän ominaisuuksien mukaan vain kahdessa palautuslaitteen toimintapisteessä. Tässä esitetty ilmastointilaitteisto toimii 2-asentosäätÖnä siten, että 5 huonetilaan johdetaan eri toimintajaksoina vuorotellen pelkästään ulkoilmaa A tai pelkästään palautusilmaa C. Edellisessä tapauksessa ovat tulolaitteen pellit 6 ja 9 ja poistolaitteen pellit 16 ja 18 täysin auki ja palautus-laitteen pelti 20 täysin kiinni. Jälkimmäisessä tapaukses-10 sa ovat tulolaitteen pellit 6 ja 9 ja poistolaitteen pellit 16 ja 18 täysin kiinni ja palautuslaitteen pelti 20 täysin auki. Haluttu sekoitussuhde ts. ulkoilmamäärän ja palautusilmamäärän suhde huonetilasta saadaan aikaan säätämällä eri toimintajaksojen pituutta eli peltien aukiolo-15 aikaa. Jos halutaan, että huonetilaan johdetusta koko- naisilmavirrasta 50 % on ulkoilmaa A ja 50 % on palautusilmaa C, ovat pellit puolet kokonaisajasta auki ja puolet kiinni. Jos taas halutaan, että minimiulkoilmamäärä on 30 % kokonaisilmamäärästä, on tulokanavan pellit 6 ja 9 20 pidettävä auki 30 % kokonaisajasta palautuskanavan pellin 20 ollessa tänä aikana suljettuna.

Koska peltien toimintatilat on helposti ja tarkasti ohjattavissa ajastimilla 22, saavutetaan haluttu sekoitussuhde erittäin suurella tarkkuudella. Käyttöelimet 21 ovat 25 edullisesti on-off-säätömoottoreita.

Huomataan, että ilmastointilaitteistossa ei tapahdu ulkoilmavirran ja palautusilmavirran sekoittumista itse laitteistossa vaan vasta huonetilassa, koska eri ilmavirrat johdetaan vuorotellen huonetilaan halutun pituisina 30 toimintajaksoina.

Kuten edellä on todettu, pyrkii kokonaisilmavirta kasvamaan palautusilmakäytössä, koska pellin 20 vastus on huomattavasti pienempi kuin elementtien 16, 17, 18 sekä 6, 7, 8, 9 yhteenlaskettu vastus. Tästä voi olla seurauksena 35 puhallinmoottorien ylikuormittuminen, ääni-ja veto-ongel mia ilmastoitavissa tiloissa jne.

Il 9 100065 Tältä vaikeudelta voidaan välttyä ja pitää koko-naisilmavirta vakiona mitoittamalla säätöpelti 20 niin pieneksi, että sen vastus on auki-asennossa riittävä, tai rajoittamalla sen auki-asentoa siten, että haluttu vastus 5 saavutetaan. On kuitenkin edullisempaa sijoittaa pellin 20 yhteyteen mieluimmin sen jälkeen kertavastuksen aiheuttava osa 23, joka tasoittaa ilmavirtauksen. Osa voi olla reikä-tai suutinlevy, jonka aukkojen vapaa pinta-ala on valittavissa tai sovitettavissa halutun suuruiseksi, sarja levy-10 jä, joiden väliset raot ovat säädettäviä levyjen keskinäistä asentoa muuttamalla, tms. sinänsä tunnettu laite.

Näin on saavutettu myös erittäin tärkeä parannus nykyiseen tekniikan tasoon: sekoitusosan toiminta on hallittavissa ja halutut suoritusarvot etukäteen mitoitetta-15 vissa kulloisenkin laitoksen vaatimusten mukaisiksi, ja laitteisto voidaan tehtaalla valmistaa tältäkin osin täysin valmiiksi. Tarvittavat lisäosat ovat huomattavasti halvempia kuin esim. säätömoottoreiden hinnassa saavutettava säästö.

20 Toisinaan ei kuitenkaan ole mahdollista ajaa laitteistoa 100 %:n ulkoilmavirralla esimerkiksi siksi, että patterin 10 teho ei riitä kovimmilla pakkasilla tai että lämmöntalteenottopatterien 8, 17 alhaisen lämpötila-hyötysuhteen ja lämmönvarauskyvyn sekä lämmitysjärjestel-• 25 män hitauden ja heikon ilmanjaon takia syntyisi rakennuk sessa lämpötilavaihtelua.

Järjestelmä toimii tällöinkin siten, että peltien säätömoottoreihin järjestetään esim. jostakin ulkolämpö-tilasta tai sekoitussuhteesta lähtien rajoitin, joka "ul-30 koilma"-asennossa sallii ulkoilma- ja poistoilmapeltien 6, ; 9, 16, 18 avautua vain esim. 70 %:n ulkoilmavirtaa vastaa vaan asentoon ja palautusilmapellin 20 sulkeutua 30 %:n palautusilmavirtaa vastaavaan asentoon (= hallittu toimintapiste) . Aukioloaikaa on vastaavasti pidennettävä jaka-35 maila 100 %:n ilmavirtaa vastaava aika 0,7:llä.

10 100065

Ilmavirtasuhteet säilyvät ja ne voidaan mitoittaa tässäkin tapauksessa, mutta yhden vastuksen sijasta on mitoitettava kolme virtausvastusta, tosin pellit 6, 9, 16, 18 vain yhteen toimintapisteeseen mutta pelti 20 kahteen, 5 100 %:n ja 30 %:n ilmavirtaa vastaavaan pisteeseen. Mitoi tus vaikeutuu, joskin on nykyisiin järjestelmiin verrattuna helppo.

Tässä tapauksessa joudutaan sekoittamaan kylmää ja lämmintä, mahdollisesti kosteaakin ilmaa. Nykyisiin jär-10 jestelmiin verrattuna olennainen helpotus on kuitenkin se, että toiminta on tarkastettava vain kahdessa toimintapisteessä, joissa ilmavirrat ovat hallitut, joten laboratoriokokeiden määrä on rajallinen ja voidaan luottaa siihen, että laboratoriossa hyvin toimiva laite toimii myös käy-15 tännössä ja kohtuullisella koemäärällä määritellä jopa kosteus-, lämpötila- ja sekoitussuhderajat, joiden sisällä kostutusosa toimii moitteettomasti.

Erittäin hyvään tulokseen päästään, jos tavanomaisen lämmönsiirtotekniikan sijasta käytetään kuvion 3 20 mukaista järjestelmää, jossa kaikki lämpötekniset toiminnot on yhdistetty yhteen lämmönsiirtimeen. Sen toimintaa on tarkemmin selostettu FI-patenttihakemuksessa 915511.

Käytettäessä kuvion 3 mukaista kytkentää järjestelmä on jossain määrin itsetasapainottuva: siirryttäessä : 25 esim. ulkoilmakäytöstä palautusilmakäyttöön nestepiiri toimii suurten nestetilavuuksien ja lämpöpintojen ansiosta jonkin aikaa lämmöntalteenottoa muistuttavalla tavalla, ts. ensin jäähdyttää poistoilmapuolen lämmönsiirtimessä 17' ilman ja lämmittää sen takaisin tuloilmapuolen patte-30 rissa 8'. Koska jäätymisvaaraa ei ole, voidaan säätö jär-; jestää ennakoivaksi siten, että venttiili 24 sulkee läm- mönsyötön samanaikaisesti tai hieman ennen kuin palau-tusilmapelti 20 alkaa avautua. Tällöin tuloilman lämpötila palautusilmakäyttöön siirryttäessä ensin hieman laskee, 35 sitten hieman nousee ja palautuu sen jälkeen samaksi kuin 11 100065 huonelämpötila. Koska tuloilman ja lämmön siirrinpiirissä virtaavan lämmitysnesteen maksimilämpötilaero on selvästi alle 10 °C, jää tuloilman lämpötilan heilahtelu pieneksi, varsinkin verrattuna tavanomaisiin lämmönsiirtojärjestel-5 miin, jossa lämpötilaero on 40 - 50 °C.

Koska palautusilman lämpötilaa on ennen sekoitusta alennettu, on sen ja ulkoilman sekoittaminen olennaisesti helpompaa kuin tavanomaisissa järjestelmissä; lämpötila-kerrostumaa ei synny yhtä helposti, jäätymis- ja konden-10 soitumisriski pienenevät jne.

Tällä järjestelyllä saavutetaan toinenkin olennainen etu. Kun palautusilmapelti 20 on sijoitettu lämmön-siirtolaitteiden "ulkopuolelle", pienenevät kuvion 2 elementtien 16, 17, 18 ja 6, 7, 8, 9 aiheuttamat ilmanvastuk-15 set osien 8 ja 17 vastuksen verran, ts. vähintään 150 Pa. Tämä merkitsee ensinnäkin sitä, että järjestelmän vastus siirryttäessä palautusilmakäyttöön muuttuu huomattavasti vähemmän kuin tavanomaisissa järjestelmissä, ts. ilmavirta muuttuu vähemmän. Ero on vähintään 300 Pa, siis todella 20 merkittävä. Toisaalta peltien 18 ja 7 osuus mainituista vastuksista kasvaa olennaisesti, ts. järjestelmä muuttuu huomattavasti helpommin säädettäväksi. Erityisen voimakas on vaikutus pellin 20 toimintaan. Periaatetta voidaan luonnollisesti käyttää myös kuvion 1 mukaisessa tavanomai-i 25 sessa järjestelmässä.

Eräs järjestelmän sovellutusmuoto on palautusilma-käyttö pelkästään tuloilmapuhaltimella kuvion 4 mukaisesti. Tällöin palautusilma otetaan suoraan poistokanavasta 13 tai erikseen sitä varten järjestetystä palautuskanavas-30 ta 19 suoraan tuloilmapuhaltimen 12 imupuolelle. Poistopu-hallin 15 pysäytetään kokonaan palautusilmajakson ajaksi. Näin säästetään poistopuhaltimen kuluttama sähköteho, joka voi olla merkittävä. Kuitenkin palautusilman osuus koko-naisilmavirrasta voidaan säätää portaattomasti välillä 0 -35 100 % käyttöjaksojen pituutta säätämällä. Palautusilman 12 100065 käyttö on myös mahdollista laitoksissa, joissa poisto- ja tuloilmapuhallin ovat kaukana toisistaan.

Esitetyt sovellutukset ovat vain esimerkkejä siitä, miten keksinnön perusajatusta sovelletaan käytäntöön. II-5 manvaihtojärjestelmä, siihen sisältyvät osat ja toiminnot jne. voi tietenkin vaihdella tunnetun tekniikan puitteissa.

Claims (8)

13 100065

1. Menetelmä ilmastointilaitteiston toiminnan ohjaamiseksi, johon laitteistoon kuuluu 5. laite (1) ulkoilman (A) tuomiseksi huonetilaan (4), - laite (2) huoneilman (B) poistamiseksi huonetilasta, - laite (3) poistetun huoneilman palauttamiseksi 10 palautusilmana (C) huonetilaan, ja - säätövälineet (9, 16, 20) ulkoilman, huonetilasta poistetun huoneilman ja huonetilaan palautettavan huoneilman määrien säätämistä varten, jotka säätövälineet ovat aseteltavissa ilman läpimenon estävän sulkuasennon ja il- 15 man läpimenon sallivan aukiasennon välillä, - jolloin säätövälineitä asetellaan mainittujen ilmamäärien keskinäisten sekoitussuhteiden säätämiseksi vastaamaan huonetilan haluttua olotilaa, tunnettu siitä, että ulkoilma (A) ja palautusilma 20 (C) johdetaan huonetilaan (4) vuorotellen ja että säätövä- lineiden (9, 16, 20) aukioloaikoja säädetään vastaamaan ulkoilma- ja palautusilmamäärien haluttua sekoitussuhdetta huonetilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, : 25 tunnettu siitä, että palautuslaitteen (3) toiminta mitoitetaan hallituksi säätövälineiden (9, 16, 20) muutamassa, sopivimmin kahdessa toiminta-asennossa ja että säätövälineet asetellaan vain näihin toiminta-asentoihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että säätövälineitä (9, 16, 20) asetellaan siten, että ulkoilman (A) säätövälineet (9) ja palautusilman (C) säätövälineet (20) sijaitsevat vuorotellen aukiasennossa ja vuorotellen sulkuasennossa ulkoilman ja palautusilman halutun suhteen aikaansaamiseksi tarvit-35 tavan aukioloajan verran. 100065 14

4. Ilmastointilaitteisto huonetilaa varten, johon laitteistoon kuuluu - tulolaite (1) ulkoilman (A) tuomiseksi huonetilaan (4) ja jossa on ulkotilan ja huonetilan välinen tulo- 5 kanava (5), väline (12) ulkoilmavirtauksen kehittämiseksi tulokanavaan ja säätövälineet (9) ulkoilmavirtauksen säätämiseksi, - poistolaite (2) poistoilman (B) johtamiseksi huonetilasta ja jossa on huonetilasta johtava poistokanava 10 (13), väline (15) poistoilmavirtauksen kehittämiseksi poistokanavaan ja säätövälineet (16) poistoilmavirtauksen säätämiseksi, - palautuslaite (3) poistoilman palauttamiseksi huonetilaan palautusilmana (C) ja jossa on poistokanavan 15 ja tulokanavan välinen palautuskanava (19) ja säätövälineet (20) palautuskanavassa virtaavan poistoilmavirtauksen säätämiseksi, ja käyttöelimet (21) säätövälineiden aukiolon asettelemista varten, 20 tunnettu siitä, että käyttöelimet (21) on sovitettu avaamaan tulokanavan (5) ja palautuskanavan (13) säätö-välineet (9, 20) vuorotellen aukiolojaksojen ajaksi, jotka vastaavat ulkoilman ja palautusilman kulloinkin haluttua sekoitussuhdetta huonetilassa (4) . ‘,25 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ilmastointilait teisto, tunnettu siitä, että palautuslaitteen (3) toiminta on mitoitettu hallituksi säätövälineiden (9, 16, 20) ainakin kahdessa toiminta-asennossa, sopivimmin sulku-asennossa ja aukioloasennossa ja että käyttöelimet (22) on 30 sovitettu asettelemaan tulokanavan (5) ja palautuskanavan (19) säätövälineet (9, 20) vain näihin toiminta-asentoihin vuorotellen sen pituiseksi ajaksi kuin huonetilaan (4) peräkkäin johdettavien tuloilma- ja palautusilmamäärien halutun keskinäisen suhteen saavuttaminen vaatii. Il 15 100065

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen ilmanvaih-tolaitteisto, tunnettu siitä, että palautuskanava (19) on varustettu säätövälineiden (20) lisäksi vastusvä-lineillä (23) kanavan läpi virtaavaan palautusilmavirtauk- 5 seen (C) kohdistuvan virtausvastuksen säätämistä varten.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ilmanvaihtolait-teisto, tunnettu siitä, että tulokanavan (5) ja palautuskanavan (19) säätövälineiden (9, 20) mainitut toiminta-asennot poikkeavat niiden täysin suljetusta asen- 10 nosta ja/tai täysin avatusta asennosta.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen ilman- vaihtolaitteisto, tunnettu siitä, että palautus-kanava (19) on liitetty poistokanavaan (13) ennen poisto-kanavan muita toimielimiä (14, 15, 17', 18) ja tuloka- 15 navaan (5) sen puhaltimen (12) imupuolelle. 16 100065