FI105851B - Menetelmä ja sovitelma rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi - Google Patents

Description

105851

Menetelmä ja sovitelma rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä rakennuksen sisäil-5 maston hallitsemiseksi ilmastoinnin avulla, joka menetelmä käsittää ainakin joitain seuraavista prosessivaiheista: -sisäilman laadun hallinta, jolloin rakennuksen sisätilaan tuodaan puhdasta suodatettua ulkoilmaa, -sisäilman lämpötilan hallinta, jolloin tuloilmaa 10 lämmitetään ja/tai jäähdytetään, -sisäilman kosteuden hallinta, jolloin tuloilmaa kostutetaan ja/tai kuivataan ja -lämpöenergian käytön hallinta, jolloin osa poisto-ilman lämpösisällöstä siirretään tuloilmaan.

15 Keksinnön kohteena on edelleen sovitelma rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi.

Rakennuksen sisäilmaston hallinta tapahtuu nykyisin useimmiten ilmastoinnin avulla käyttämällä ns. keskusilmas-tointikoneita, joihin sisältyy rakennuksen käytöstä ja 20 laatutasosta riippuen kaikki tai ainakin osa edellä mainituista toiminnoista ja niiden edellyttämät laitteet. Kes-kusilmastointikoneelta ilma siirretään rakennuksen tiloihin • « ja pois tiloista ilmanjako- ja poistokanavien avulla.

• * .·. : Tällaisten tunnettujen ratkaisujen haittapuolena on ,tl,j 25 kuitenkin se, että kaikkia ilmankäsittely-yksiköitä tarvi-• « - ~ taan vain osan vuotta. Lämmitysyksikköä ei tarvita kesällä, eikä jäähdytysyksikköä talvella. Tavallisissa ilmastointi- # · · '* ' laitoksissa kostutusyksikköä tarvitaan vain talven pakkas jaksoina, jolloin ulkoilman vesisisältö on poikkeuksellisen • · · - —.....

·...· 30 alhainen, jälkilämmitysyksikköä vain silloin kun kostutus

• M

. *..,· tai kosteuden poisto on käytössä jne. Kuitenkin laitteet ovat koko ajan ilmavirrassa ja aiheuttavat painehäviön, * * · • vaikkeivat osallistukaan ilmankäsittelyyn. Tästä johtuen • · puhallinyksiköt ovat tarpeettoman kalliita, sähkömoottorit 35 ja sähkönkulutus tarpeettoman suuret, laitoksen äänitaso • · · t « • · • · · 2 105851 tarpeettoman korkea jne tätä nimenomaista ilmankäsittelyä varten.

Toisena epäkohtana on se, että ilmankäsittely-yksi-köiden mitoitus on epätarkoituksemukainen. Jos tarkastel-5 laan minimi-ilmavirtaa, jolla eri ilmankäsittelyprosessit saadaan toimimaan, havaitaan, että ne eroavat erittäin suuresti toisistaan. Ensimmäisen minimirajan asettaa sisäilman laatu, ts. ihmisten ja toimintojen tilassa synnyttämät epäpuhtaudet, jotka on poistettava poistoillaan mukana 10 ja tilalle tuotava yhtä suuri määrä käsiteltyä ulkoilmaa. Tätä ilmavirtaa ei voida alittaa missään tilanteessa, kun rakennus on käytössä. Jos rakennuksessa on erillinen lämmitysjärjestelmä, tämä ilmavirta on usein talviajan käytön mitoittava ilmavirta. Viime vuosina on kuitenkin varsinkin 15 suurissa rakennuksissa, esimerkiksi liike- ja julkisissa rakennuksissa, kokoontumis- ja vapaa-ajan tiloissa jne yleistynyt ns. ilmalämmitysjärjestelmä, joka tarkoittaa sitä, että rakennuksessa ei ole erillistä lämmitysjärjestelmää, vaan ilmastointilaitos hoitaa myös rakennuksen 20 lämmityksen. Syynä on rakennusten pienentynyt lämmöntarve, joka aiheutuu aikaisempaa paremmasta eristyksestä, monila-sisista ikkunoista jne, ja toisaalta rakennusten sisäisen lämmönkehityksen kasvun takia. Sisäinen lämmönkehitys on .·, ; kasvanut esimerkiksi konttoreissa tietotekniikan yleistymi-

« I I

! 25 sen takia. Pienentynyt lämpöteho pystytään tuomaan ilman- t · .1 vaihtoilman mukana kasvattamatta kohtuuttomasti ilmavirtaa • · \ ja/tai tuloilman lämpötilaa. Erillisen lämmitysjärjestelmän · · ’·’ * poisjättäminen säästää sekä investointi- että kunnossapito kustannuksia, pienentää vesivahinkoriskiä jne.

• · · 30 Ilman ominaislämpö on kuitenkin alhainen, joten *)’*: riittävän lämmitystehon aikaansaamiseksi tuloilmavirtaa joudutaan kasvattamaan useimmissa tapauksissa noin kaksin- • * * kertaiseksi siihen verrattuna, mitä ilman laadun hallinta · '··.·’ vaatisi. Yleensä tämä tapahtuu ns. palautusilmakäyttönä, !,;t! 35 eli rakennuksen ollessa käytössä lämmöntalteenottolaitteis- « ·« • « « · • · · 105851 3 ton läpi otetaan ja poistetaan vain ilman laadun hallinnan vaatima ilmavirta eli n 50% kokonaisilmavirrasta. Ilmaläm-mityksen vaatima lisäys eli n. 50% ohjataan peltien avulla ohituskanavan kautta paluuilmaksi. Lämmöntalteenottolait-5 teiston virtausvastus laskee tällöin n. 25%:iin mitoitusarvosta ja lämpötilahyötysuhde yleensä nousee. Puhallinyksi-köt toimivat kuitenkin 100%:n ilmavirralla ja ilmankäsitte-ly-yksiköiden virtausvastukset vastaavat 100%:n ilmavirtaa. Myöskään lämmöntalteenottoyksiköiden otsapintaa ei voida 10 pienentää kesäkäytön takia, kuten myöhemmin selvitetään. Tämä johtaa lämmönsiirron kannalta liian alhaiseen ilman otsapintanopeuteen ja huonompaan lämpötilahyötysuhteeseen kuin optimimitoituksella voitaisiin saavuttaa. Kaikki il-mankäsittely-yksiköt on mitoitettava 100%:n ilmavirralle. 15 Talvikäytössä voidaan tavanomaisissa tiloissa tarvi ta kostutusta. Jos kostutus ei tapahdu tuotantoprosessin vaatimusten perusteella vaan viihtyisyyssyistä, riittää yleensä se, että sisäilman suhteellinen kosteus ei alita 30%. Tämä merkitsee sitä, että ilmaan olisi lisättävä kos-20 teutta 0 - 3,5 g H20/kg kuivaa ilmaa riippuen ulkoilman lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta. Tavallisesti . ' kastepistekostutukseen, ts. kostutettaessa ilma lähelle kastepistettä eli 100%:n suhteellista kosteutta, riittäisi • · ilmavirta, joka on 0 - 25% mitoitusilmavirrasta, samoin f · 25 kuin tietysti jälkilämmitykseen, eli sekä kostutinyksikön « · ...____________________ :·, että jälkilämmitysyksikön koko on vähintään neljä kertaa ylimitoitettu. Tämäjohtaa käytännössä suuriin ongelmiin *’ säädössä, huonoihin suoritusarvoihin jne.

Ulkoilman lämpötilan noustessa rakennuksen lämmön- ..

30 tarve pienenee. Tällöin voidaan pienentää tuloilmavirtaa - ja/tai alentaa tuloilman lämpötilaa. Viime vuosina on säh- :·. kömoottorin pyörimisnopeuden säätöön kehitetty luotettavia .···, ja hinnaltaan edullisia laitteistoja, joiden ansiosta tulo- • · ilmavirran pienentäminen on yleistynyt. Ilmavirran pienene-35 misen lisäksi ilmankäsittely-yksiköiden virtausvastus las- · · • · « 4 105851 kee verrannollisena ilmavirran toiseen potenssiin, joten puhallinyksiköiden tehonkulutus alenee ilmavirran pienetessä verrannollisena ilmavirran kolmanteen potenssiin. Sähkön kulutuksen pienenemisellä pystytään pyörimisnopeuden säätö-5 laitteet kuolettamaan melko lyhyessä ajassa.

Näin ollen nykyisin ilmastointilaitteisto säädetään usein tuottamaan ulkolämpötilan noustessa pienenevä lämmitysteho siten, että ensin pienennetään tuloilmavirtaa alentamalla puhallinyksiköiden pyörimisnopeutta ja pienentämäl-10 lä palautusilmavirtaa sulkemalla palautusilmapeltiä. Kun palautusilmapelti on kokonaan kiinni ja ulkoilman lämpötila edelleen nousee, aletaan alentaa tuloilman lämpötilaa pienentämällä lämmön syöttöä lämmitysyksikköön. Se suljetaan kokonaan kun lämmöntalteenottolaitteisto ja rakennuksen 15 sisäinen lämmönkehitys pystyvät peittämään lämpöhäviöt. Esimerkiksi nykyaikaisessa konttoritalossa tämä tapahtuu kun ulkolämpötila on 5 - 10 °C. Ulkolämpötilan noustessa edelleen aletaan pienentää lämmöntalteenottoyksikön tal-teenottoastetta. Tähän on useita menetelmiä. Osa lämmön-20 siirtonesteestä voidaan esimerkiksi ohjata lämmöntalteenottoyksikön tuloilmapuolen ohi. Kun lämpötila on noussut .'*'; riittävästi, esimerkiksi konttoritalossa n. 15 °C:een, läm- i r •V. möntalteenottoyksikkö on kokonaan kiinni. Ulkolämpötilan ; noustessa edelleen rakennus tarvitsee jäähdytystä. Tämä 25 voidaan saada aikaan ottamalla käyttöön evaporatiivinen • · jäähdytysyksikkö ja/tai alkamalla syöttää jäähdytystehoa jäähdytysyksikköön. Kun molemmat toimivat suurimmalla mah- * dollisella lämpötilaerolla, aletaan kasvattaa tuloilmavirtaa ja poistoilmavirtaa, jolloin jäähdytysteho kasvaa.

« · » 30 Poistoilma voidaan ohjata joko evaporatiiviseen jäähdytys- • · · yksikköön tai palautusilmaksi avaamalla peltiä. Usein on :·. kuitenkin edullista hyödyntää ulkoilman jäähdytysvaikutusta 4 m m ns. vapaana jäähdytyksenä siten, että tuloilmaksi otetaan • pelkkää ulkoilmaa. Jäähdytystarpeen kasvaessa ilmavirtaa 35 lisätään aina 100%:iin, joka konttoritalossa saavutetaan, « · • · • i · 105851 5 kun ulkoilmalämpötila on n. 20 °C. Vasta tämän jälkeen aletaan jäähdytysyksikköön syöttää jäähdytystehoa. Jäähdytykseen tarvittava 100%:n ilmavirta ei kuitenkaan juuri koskaan ole sama kuin lämmitykseen tarvittava ilmavirta. Ylei-5 nen piirre on ollut vuosia se, että rakennusten lämmöntarve on laskenut ja jäähdytystarve kasvanut. Monissa rakennuksissa lämmön ja kylmän ominaiskulutukset ovat nykyisin lähes yhtä suuret. Koska jäähdytyksessä ilman lämpötilaero on pienempi, on seurauksena se, että jäähdytykseen tarvit-10 tava ilmavirta on suurempi kuin lämmitykseen tarvittava ilmavirta, monissa tapauksissa jopa 1,5-kertainen.

Tyypillisesti eri ilmankäsittelyprosessien ilmavirrat voisivat olla: ilman laadun hallinta 0,5 15 lämpötilan hallinta -lämmitys 1,0 -jäähdytys 1,5 kosteuden hallinta -kostutus 0,25 20 -kuivaus 0,25 -jälkilämmitys 0,25 energian käytön hallinta .. -lämmöntalteenotto 0,5 I · ' « · \ ; -evaporatiivinen jäähdytys 1,5 « I I _ ;1·[ 25 Arvot voivat tietysti vaihdella paljonkin rakennus- • · · ’· 1ί tyypistä, toiminnoista ja vaatimustasosta riippuen. Koros- tettakoon lisäksi, että edellä on kuvattu melko korkeata- • · • 1·· soista järjestelmää, jossa on kiinnitetty erityistä huomio- : : : ta esimerkiksi sähkönkulutuksen minimointiin. Monasti esi- 30 merkiksi edellä kuvattu pyörimisnopeuden säätö korvataan 2- , nopeusmoottoreilla.

• · · _________ . ..

.···. Kuten edellä esitetystä on käynyt ilmi, puhallinyk- - ·' siköitä lukuunottamatta kaikki ilmankäsittely-yksiköt sei- : '1· sovat suuren tai suurimman osan vuotta käyttämättöminä * 1 1 35 ilmavirrassa, jolloin ne aiheuttamansa painehäviön takia · « • · « · · • · • · · 6 105851 kuitenkin kuluttavat sähköä. Huomattava epäkohta on myös epäpuhtauksien kertyminen laitteiden pinnoille silloinkin, kun ne eivät ole käytössä, mikä lisää tarpeettomasti huoltokustannuksia. Laitteita ei myöskään pystytä huoltamaan ja 5 puhdistamaan, vaikka ne eivät ole käytössä, koska ne ovat kuitenkin ilmavirrassa.

Erittäin vakava epäkohta on tietysti se, että lähes kaikki ilmankäsittely-yksiköt joudutaan mitoittamaan 1,5 -β-kertaiselle ilmavirralle verrattuna siihen, mitä ko. 10 ilmakäsittelyprosessi vaatisi. Sen lisäksi, että tämä tietysti johtaa korkeisiin investointikustannuksiin, 6-kertai-nen ylimitoitus tekee käsittelyprosessin säädön erittäin vaikeaksi.

Edellä esitettyjä epäkohtia on yritetty ratkaista 15 monella tavalla. Esimerkiksi FI-kuulutusjulkaisussa 92867 on esitetty ratkaisu, jossa lämmitys, jäähdytys- ja lämmön-talteenottoyksiköt on yhdistetty yhdeksi lämmönsiirtopii-riksi, joka hoitaa kaikki nämä prosessit. Investointikustannuksia pystytään näin alentamaan merkittävästi. Keskus-20 ilmastointikoneen painehäviöitä ja siitä aiheutuvaa sähkön kulutusta voidaan myös näin ollen alentaa. Huollettavien komponenttien määrä vähenee myös huomattavasti. Ratkaisulla , , on kuitenkin joitain heikkouksia. Ehkä vakavin niistä on « se, että lämmönsiirrin joutuu toimimaan hyvin laajalla 11« 25 ilmavirta- ja lämpötila-alueella, jolloin ilmankäsittely- ·.1·: prosessien säätö muodostuu vaikeaksi varsinkin äärialueil- la. Laitteisto on myös hyvin herkkä, pienetkin mitoitusvir- heet johtavat helposti virheelliseen toimintaan. Kaikki laitteet ovat edelleen koko ajan ilmavirrassa, joten huolto 30 ja/tai puhdistus edellyttää laitteiston pysäyttämistä jne.

.···. Säätövaikeuksien voittamiseen on esimerkiksi FI- • · patenttijulkaisussa 67259 esitetty lämmöntalteenottoyksikön ja evaporatiivisen kostustusyksikön yhdistelmä, jossa osa • · : ’· tuloilmavirrasta ohjataan lämmöntalteenottoyksikön ja kos- 35 tutusyksikön ohi. Näin saadaan järjestelmä säädettäväksi ja • · « • · · · • «

IM

105851 7 myös painehäviöitä pienennettyä. Laitteet on kuitenkin mitoitettava nimellisilmavirralle.

Tällaisia yksittäiseen ilmankäsittely-yksikköön kohdistuvia parannusehdotuksia on esitetty monissa muissa-5 kin patenttijulkaisuissa. Ne ratkaisevat yleensä yhden osaongelman, mutta tuovat mukanaan muita ongelmia tai rajoituksia.

Esimerkiksi jäähdytyksen vaatimaa suurta ilmavirtaa on pienennetty viemällä osa jäähdytystehosta suoraan ilmas-10 toitaviin tiloihin erilaisilla konvektori- ja jäähdytyskat-toratkaisuilla. Ilmavirtaa saadaankin pienennettyä, mutta tällöin joudutaan kaksinkertaisiin järjestelmiin, koska huonelaitteiden kondensoimisen estämiseksi keskuskoneelle on joka tapauksessa järjestettävä kosteuden poisto, ts. 15 jäähdytys. Tämä merkitsee lisäksi sitä, että huolto- ja puhdistuskustannukset vähintään kaksinkertaistuvat. Investointikustannukset eivät ainakaan merkittävästi pienene, yleensä päinvastoin kasvavat. Viime aikoina on paljastunut rakennusten vesivahingoista aiheutuneen homeongelman laa-20 juus ja kansanterveydellinen merkitys. Vesiputkiston levittäminen rakennuksen kaikkiin tiloihin ilman välttämätöntä pakkoa näyttää tästä syystä erittäin arveluttavalta.

._.f Vastaavasti lämmitys hoidetaan yleisesti radiatto- • · '. .' reillä tai muilla huonelaitteilla. Näiden yhdistelmänä • · « 25 saadaan keskusilmastointikoneen ilmavirta pienennettyä • · « ’· *| ilman laadun edellyttämälle minimitasolle. Siinä säilyvät J * kaikki aikaisemmat toiminnot ja lisäksi saadaan kaksi lisä- ·» : *·· järjestelmää, huonekohtainen lämmitysjärjestelmä ja jäähdy- * · · ............

V · tysjärjestelmä. Investointikustannukset eivät ainakaan las- 30 ke, huoltokustannukset nousevat huomattavasti ja lisäksi ;***; rakennuksen kaikkiinliuoneisiin on rakennettava kaksi vesi- • · · .···. putkistoa. Myöskään sähkönkulutuksessa ei kokemuksen mukaan . *·’ ole suurta eroa, koska huonelaitteetkin kuluttavat sähköä.

• · : ” Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ratkaisu, • · · 35 jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään • 9 9 9 9 9 9 9 · · 9 9 9 9 9 9 rn 105851 8 eliminoimaan. Tähän on päästy keksinnön avulla. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että jokainen prosessivaihe tehdään ko. vaiheen vaatimalle ilmavirralle mitoitetun yhden tai useamman ilmankäsittely-yksikön avulla.

5 Keksinnön mukainen sovitelma on puolestaan tunnettu siitä, että välineet jokaisen prosessivaiheen toteuttamiseksi on muodostettu ko. vaiheen vaatiman ilmavirran avulla mitoitetusta ilmankäsittely-yksiköstä.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että sähkölii-10 täntäteho pienenee jopa puoleen ja vuotuinen sähkönkulutus alle puoleen aiemmin käytettyihin tavanomaisiin ratkaisuihin verrattuna. Keskusilmastointikoneen investointikustannukset laskevat jopa puoleen nykyisten järjestelmien koneiden kustannuksista. Kaikki ilmankäsittely-yksiköt puhallin-15 yksiköitä lukuunottamatta voidaan huoltaa ja puhdistaa keskusilmastointikoneen ollessa käynnissä. Kaikki ilmankä-sittelyprosessit muuttuvat helposti säädettäviksi. Keskuskoneen äänitaso alenee olennaisesti aiemmin tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna. Ilmankäsittely-yksiköt ovat ilma-20 virrassa vain silloin, kun kyseistä ilmankäsittelyprosessia tarvitaan. Tämä pienentää merkittävästi likaantumista ja pienentää puhdistuskustannuksia. Kun ilmavirrassa ovat vain \\ ne ilmankäsittely-yksiköt, jotka ko. käyttötilanteessa tar-

I I

vitaan, pienenee laitteiston painehäviö ja siten myös tehon

I I I

! 25 kulutus alle puoleen. Kun kukin yksikkö on mitoitettu pro- '· ‘j sessin minimi-ilmavirralle, pienenee laitteiston kokonais- : ’ kustannus olennaisesti aiemmin tunnettuihin ratkaisuihin • · : ** verrattuna. Kun ilmankäsittely-yksiköt ovat ilmavirrassa • · · : vain silloin, kun niitä tarvitaan, ne voidaan tietysti 30 muina aikoina huoltaa ja puhdistaa, eivätkä ne pois käytös-:***: tä ollessaan tietystikään likaannu. Yksikön mitoitus oike- alle ilmavirralle ja käyttö ao. käyttötilanteen vaatimalla ·*» ilmavirralla parantaa ratkaisevasti säädettävyyttä. Paine-häviön ja ilmavirran laskiessa laskee myös laitteiston 35 äänitaso.

• « · • · 105851 9

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen esimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena kaaviokuvana tyy-5 pillistä tunnetun tekniikan mukaista sovitelmaa rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi ja kuviot 2-9 esittävät periaatteellisina kaaviokuvina keksinnön mukaisen sovitelman erilaisia sovellutusmuoto-ja.

10 Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti tyypilli nen aiemmin tunnetun tekniikan mukainen sovitelma. Kuviosta 1 on selvyyden vuoksi jätetty pois kaikki ratkaisun ymmärtämisen kannalta epäoleelliset osat kuten suodattimet, sulkupellit jne.

15 Kuvion 1 mukainen sovitelma toimii seuraavasti.

Ulkoilma, jota on kuviossa 1 kuvattu nuolen A avulla, imetään lämmön talteenottoyksikön 1, 1', 11 tuloilmapuolen 1 läpi, jossa se esilämpenee poistoilmapuolelta 1' virtaavan lämmön avulla. Kuviossa 1 lämmöntalteenottoyksikkö on esi-20 tetty ns. nestekiertoisena järjestelmänä, jossa lämpö siirretään poistopuolella 1’ lämmönsiirtonesteeseen, joka pumpataan putkiston 11 kautta tuloilmapuolelle 1, jossa se ,·. luovuttaa sisältämänsä lämmön ja palaa putkiston 11 kautta

• I

takaisin. Monia muitakin lämmöntalteenottolaitteita on • « · ! \ 25 käytössä, esimerkkeinä voidaan mainita levylämmönsiirrin, * *j jossa lämpö siirtyy suoraan metallilevyn läpi poistoilmasta j * tuloilmaan, ns. regeneratiivinen järjestelmä, jossa lämpö : ” sidotaan pyörivän rummun massaan jne.

· · ·.· · Lämmöntalteenottoyksiköstä 1, 1' 11 ilma virtaa 30 lämmitysyksikköön 3, jossa ilma lämmitetään putkiston 12 kautta tuotavan kuuman veden, sähkön tms. avulla. Seuraava- n· ·***: na vaiheena on kostutusyksikkö 4, jossa ilmaan lisätään • « · kosteutta höyryn muodossa, suihkuttamalla ilmaan vettä tms.

• · ... .....

tavalla. Tämän jälkeen on jäähdytysyksikkö 5, jossa ilma • 35 jäähdytetään tavallisesti putkiston 13 kautta tuotavan • * «

III

• · · « · • · · 10 105851 veden avulla. Jäähdytysyksikön voi muodostaa tietenkin mikä tahansa muukin laite, esimerkiksi kylmäkoneikon höyrystin-osa.

Kun ilmaa kostutetaan evaporatiivisesti, ts. sumut-5 tamalla siihen vettä, se jäähtyy lähelle ns. kastepistettä eli lämpötilaan, jossa ilman suhteellinen kosteus on lähes 100%. Tämä lämpötila vaihtelee ulkoilman suhteellisesta kosteudesta riippuen tavallisesti välillä 6-20 °C. Jos jäähdytysyksikköä 5 käytetään myös kosteudenpoistoon jääh-10 dyttämällä ilma alle em. kastepisteen, joudutaan sisäilman lämpötilan hallinnan kannalta liian alhaiseen lämpötilaan, tavallisesti 8-14 °C:een. Ilman lämmitystä varten tarvitaan siten näissä molemmissa tapauksissa jälkilämmitysyk-sikkö 6, johon syötetään lämmitystehoa putkistosta 14, säh-15 köverkosta tms. Tämän jälkeen ilma jaetaan ilmastoitavaan tilaan 32 puhallinyksiköllä 2. Ilman jakoa kuvaa nuoli B.

Ilma poistetaan ilmastoitavasta tilasta poistopuhal-linyksiköllä 7. Poistoilmalaitteita on kuvattu nuolella C. Poistopuhallinyksiköltä 7 ilma virtaa evaporatiiviseen 20 jäähdytysyksikköön 8, jota käytetään kylmän talteenottoon edellä esitetyllä tavalla ja siitä lämmöntalteenottoyksikön poistoilmapuolen 1 ' kautta ulos, jota on kuvattu nuolella D.

• 1 • · .·.·. Monista syistä, esimerkiksi rakennuksen lämmittämi- .·. ; 25 seksi öisin, jolloin ulkoilmaa tarvitaan vähän tai ei lain- • φ · [ 'l kaan, suurin osa poistopuhallinyksikön 7 imemästä poistoil- • · masta palautetaan ilmastoitavaan tilaan siten, että poisto- · :m” ilmapelti 10 ja tuloilmapelti 16 suljetaan kokonaan tai * · · osittain ja samalla avataan kiertoilmapelti 9 vastaavasti, 30 jolloin poistoilma virtaa kiertoilmakanavan 15 kautta tulo- • · · ilmalaitteistoon 2-6, jossa se käsitellään halutulla tavalla ja palautetaan ilmastoitavaan tilaan 32.

;·] Ilmankäsittely-yksiköiden järjestys laitteistossa ’... voi vaihdella. Samoin voi jokin yksikkö, esimerkiksi kos- 35 tutusyksikkö 4 puuttua tai esimerkiksi kosteudenpoistoa • • t t I « i

• M

M

• « * · • « · 105851 11 varten voi olla oma erillinen yksikkö jne. Esitetty laitteisto sisältää kuitenkin kaikki tavanomaisimmat laitteet ehkä yleisimmin toteutetussa järjestyksessä.

Kuvion 1 mukaisen sovitelman haittapuolina ovat 5 juuri ne seikat, jotka on tuotu esille selitysosan tunnettua tekniikkaa kuvaavassa osassa.

kuvioissa 2 - 5 on esitetty kaikki ilmankäsittely-prosessit sisältävän täydellisen laitteiston sovellutusesimerkkejä. Keksinnön perusajatuksen selventämiseksi tarkas-10 teilaan kuitenkin aluksi kuvion 6 mukaista yksinkertaista esimerkiksi teollisuushalliin sopivaa järjestelmää, jossa ilmankäsittelyprosesseista tarvitaan vain ilman laadun hallinta, lämpötilan hallinta lämmittämällä ja energian käytön hallinta lämmöntalteenotolla ja evaporatiivisella 15 jäähdytyksellä. Oletetaan lisäksi, että ilman laadun hallintaan tarvittava ilmavirta on 7 m3/s ja lämmitykseen tarvittava ilmavirta 14 m3/s. Keksinnön perusajatuksen mukaisesti kukin käsittely-yksikkö mitoitetaan ko. käsittelyn vaatimalle minimi-ilmavirralle. Vertailun vuoksi on alla 20 olevaan taulukkoon koottu myös kuvion 1 mukaisen tavanomaisen järjestelmän mitoitusarvot. Kuvion 1 laitteesta jäisivät pois kostutusyksikkö 4, jäähdytysyksikkö 5 ja jälki-lämmitysyksikkö 6. Mitoitusarvot ovat seuraavat.

« « • · t « · • » 1 .' \ 25 keksintö tavallinen • « · ' ; lämmöntalteenottoyksikkö 1,1' 7 m3/s 14 m3/s • · · · · —j Γ tj ’ tuloilmapuhallin 2 14 m3/s 14 m3/s • · _ ♦ 2 lämmitysyksikkö 3 7 m3/s 14 m3/s • ·· V ·1 poistopuhallinyksikkö 7 7 m3/s 14 m3/s 30 evaporat. jäähd.yksikkö 8 7 m3/s 14 m3/s • · · • · • · ··· ·’2 Jo mitoitusarvoista nähdään, että keksinnön mukaisen • · · - ..· järjestelmän sekä sähkönkulutus että investointikustannus ovat aivan ilmeisesti olennaisesti tavanomaista pienemmät, • · 35 koska ilmavirrat ovat pienemmät.

• · « « · ·

• M

I» • · • · 2 • · 1 12 105851

Kuvion 6 mukainen järjestelmä toimii seuraavasti. Talvella lämmityksen mitoitustilanteessa pellit 16', 10' ja 20 ovat kiinni ja muut pellit ovat auki. Tuloilmapuhallin imee ulkoilmaa A ilman laadun hallintaan tarvittavan määrän 5 7 m3/s pellin 16 kautta lämmöntalteenottoyksikön tuloilma- puolen 1 läpi, jolloin ilma lämpiää. Lisäksi se imee palau-tusilmaa C4 7 m3/s pellin 17 kautta lämmitysyksikön 3 läpi, jolloin palautusilma lämmitetään hieman korkeampaan lämpötilaan niin, että kun ulkoilmavirtaus Aja palautusilmavir-10 taus C4 yhtyvät kanavassa 15, seoksen lämpötila on sopiva peittämään rakennuksen lämpöhäviöt. Yhdistynyt tuloilmavir-taus 14 m3/s puhalletaan ilmastoitavaan tilaan tuloilmapu-haltimella 2.

Kuvion 1 järjestelmässä tuloilma virtaa sekä lämmön-15 talteenottoyksikön 1 että lämmitysyksikön 3 läpi, mutta keksinnön mukaisessa kuvion 6 esittämässä laitteistossa osa virtaa vain lämmitysyksikön 3 läpi ja osa vain lämmöntalteenottoyksikön 1 läpi. Vastaavasti poistoilma virtaa kuvion 1 tapauksessa sekä evaporatiivisen jäähdytysyksikön 8 20 että lämmöntalteenottoyksikön 1' läpi, keksinnön mukaisessa laitteistossa vain lämmöntalteenottoyksikön lf läpi. Selvää siis on, että samoilla mitoitusperusteilla ilmavirran li- tV. säksi myös painehäviö on keksinnön mukaisessa laitteistossa < ,v. pienempi kuin tavanomaisessa keskusilmastointikoneissa.

» · · 25 Edellä luetellut ilmavirrat koskevat tapausta, jossa • · · lämmitysyksikön 3 lämmitysaine on tavanomainen 70-asteinen ,1 kuuma vesi. Tyypilliset ilman lämpötilat käsittelyn jälkeen * ·

• " ovat tällöin virtauksessa A +15 °C, virtauksessa C4 +55 °C

V 2 ja yhdistyneessä tuloilmavirtauksessa +35 °C.

30 Lämpötilan nostaminen noin +22 °C:sta +55 °C:een läm- mitysyksikössä 3 vaatii suhteellisesti enemmän lämpöpintaa ·3: kuin lämpötilan nosto +15 °C:sta +35 °C:een tavanomaisissa ./ laitteistoissa. Tilanne korjautuu kun oivalletaan käyttää • · · FI-julkaisussa 92867 esitettyä periaatetta siten, että i · ’’J·’ 35 syötetään lämmöntalteenottoyksikön 1, 1’, 11 kiertoneste- « « « • · · m

Il f 2 i t 3

I I I

105851 13 piiriin lisälämpöä. Erityisen edullista on tehdä tämä kuviossa 7 esitetyllä tavalla siten, että 70-asteinen tulove-si syötetään ensin lämmitysyksikköön 3, jossa vesi jäähtyy n. 40 °C:een, ja 40-asteinen vesi lämmöntalteenottoyksik-5 köön 1, jossa se jäähtyy edelleen n. 25 °C:een. Tulevaa lämmitysvettä on merkitty kirjaimella F ja paluuvettä kir-i jaimella G. Ilman lämpötila on käsittelyn jälkeen ulkoilma- virtauksessa A 25 °C ja palautusilmavirtauksessa C4 45 °C. Lammitysyksikön lämpöpinnan pienenemisen lisäksi saavute-10 taan alhainen lämmitysveden lämpötila, joka ilmalämmityk-sessä pyrkii yleensä jäämään 25 - 40 °C:een.

Kuvion 7 mukaisen järjestelyn edullisuus tulee erityisesti esiin tarkasteltaessa, mitä tapahtuu, kun ulkoilman lämpötila alkaa nousta eli lämmöntarve pienenee. Tar-15 kastellaan tilannetta, jossa lämmöntarve on pienentynyt 20%. Sähkönkulutuksen pitämiseksi mahdollisimman pienenä olisi tuloilmavirtaa B pienennettävä myös 20%. Koska ulko-ilmavirtaa A ei voi pienentää, olisi palautusilmavirtaa pienennettävä, ja koska se tässä tapauksessa on puolet 20 ulkoilmavirrasta, sitä olisi pienennettävä 40%. Havaitaan heti, että yhtyneen virtauksen lämpötilaa 35 °C ei saavuteta, ellei palautusvirtauksen lämpötilaa nosteta kuvion 6 tapauksessa n. 68 °C:een. Tällaisen lämpötilan saavuttami- • · .y; nen 70-asteisella vedellä on käytännössä mahdotonta. Olisi .·.1· 25 siis hyväksyttävä yhtyneen virtauksen lämpötilan lasku esi- • ·« merkiksi 32 °C:een, jolloin kokonaisilmavirtaa voitaisiin ,1 pienentää 12,5%. Pahinta on, että kuvion 6 järjestelyssä t · jouduttaisiin palautusilmaa ottamaan lämmitysyksikön 3 V ’ kautta aina, kun lämMntärvetta esiintyy. Esimerkiksi sil- 30 loin kun lämmitystarve on laskenut puoleen eli pelkkä ui- • · · ί,,,ϊ koilmavirta A riittäisi kuljettamaan tarvittavan lämpötehon eli palautusilmavirtaus C4 voitaisiin periaatteessa sulkea -.·[ kokonaan, tarvitaan kuvion 6 ratkaisussa puolet mitoituspa- • ·« lautusilmavirrasta C4, eli tuloilmavirtaa B voitaisiin pie- **:2 35 nentää 50%:n sijasta vain 25%.

« * · t « · • · · · · • i « 1 2 I I f 14 105851

Ongelma voidaan ratkaista järjestämällä kuvion 8 mukaisesti säätöpellit 28 ja 26 sekä ohituskanava 27, joilla osa ulkoilmavirrasta A ohjattaisiin lämmitysyksikölle 3. Kustannukset nousevat tietysti, samoin kuin laitteiston 5 virtausvastus, eli menetettäisiin osa keksinnön eduista. Mikäli lämmitysyksikön 3 lämmitysaine on veden sijasta kaasu, sähkö, höyry tms, ongelma ei ole yhtä vakava, mutta lämmöntarpeen pienennyttyä n. 60%: iin mitoitusarvosta se on silti olemassa.

10 Sensijaan kuvion 7 ratkaisussa em. ongelma ratkeaa helposti siten, että kun palautusilmavirtaa C4 pienennetään, syötetään lämmöntalteenottoyksikön 1, 1', 11 kierto-nesteputkeen lisää lämpötehoa niin, että tuloilman lämpötila on 35 °C. Esimerkiksi lämmöntarpeen laskettua em. 20% 15 mitoitusarvosta ulkoilmavirran A lämpötilan talteenottoyk-sikön 1 jälkeen tulee olla 29 °C. Kun lämmitystehon tarve on laskenut puoleen, lämmöntalteenottoyksikkö 1 hoitaa yksinään ilmalämmityksen.

Kun ulkoilman lämpötila nousee edelleen, ulkoilma-20 virta A pidetään ennallaan, mutta lämmön syöttöä lämmöntal-teenottoyksikköön 1, 1’, 11 vähennetään, jolloin tuloilman B lämpötila laskee lämmöntarvetta vastaavasti. Ulkoisen lämmön tarpeen loppuessa lämmön syöttö suljetaan. Tähän « f asti poistopuhallin 7 on koko ajan toiminut täydellä tehol- • « : 25 la, ja poistoilma virrannut pellin 21, lämmöntalteenottoyk- • «« sikön 1' ja pellin 10 kautta ulos.

• m .1 Kun ulkoilman lämpötila nousee edelleen eikä täyttä lämmöntalteenottotehoa enää tarvita, alkavat pellit 10' ja • · · '·1 ' 16' avautua. Talteenottoyksikön 1, 1', 11 kautta virtaavat 30 ilmavirrat pienenevät, laitteiston ilmanvastus pienenee ja ··« ·...· puhallinyksiköt 2, 7 voidaan säätää pienemmälle pyörimisno-

«»I

*„,· peudelle, jolloin sähkönkulutus pienenee. Kun pellit 10', ;·, 16' ovat täysin auki, alkavat pellit 10, 16 sulkeutua.

• · ·

Ulkolämpötilan noustua niin korkeaksi, ettei lämmöntalteen-35 ottoa enää tarvita, pellit 10, 16 ovat kiinni ja kaikki • i · • · « » · ·

• I

• · 105851 15 ilmankäsittely-yksiköt suljettu ilmavirtauksen ulkopuolelle .

Ulkolämpötilan noustessa edelleen voidaan käyttää hyväksi ulkoilman jäähdytysvaikutusta kasvattamalla ulkoil-5 mavirtaa Ax puhaltimen 2 pyörimisnopeutta nostamalla, mikä edellyttää, että lisäilman poisto rakennuksista on järjestetty. Toinen mahdollisuus on ajaa osa poistoilmavirrasta C evaporatiivisen jäähdytysyksikön 8 ja lämmöntalteenotto-yksikön poistopuolen 1' läpi, sekä osa tuloilmavirrasta A 10 talteenottoyksikön tuloilmapuolen 1 läpi. Voidaan myös syöttää talteenottopiiriin 1, 1', 11 ulkopuolista jäähdy-tystehoa, joka on esitetty nuolen F avulla. Valittu vaihtoehto riippuu rakennuksen lämpökuormista, ulkolämpötilan ja poistoilman lämpötilojen suhteesta jne.

15 Kuviossa 2 on esitetty täydellinen järjestelmä, jossa puhallinyksiköiden 2, 7, talteenottoyksikön 1, 1', 11, lämmitysyksikön 3 ja evaporatiivisen jäähdytysyksikön 8 lisäksi on jäähdytysyksikkö 5, kostutusyksikkö 4 sekä näille sulku- ja/tai säätöpellit 9, 9', 9’’, 18, 19. Kuten 20 kuviosta nähdään, jokainen' toimintayksikkö voidaan sulkea pois käytöstä tai ottaa osittain käyttöön tarvittaessa peltien 9, 9’, 10, 10', 16, 16', 17, 18, 19, 20 ja 21 avul-. . la. Jokaisen toimintayksikön ilmavirta voidaan mitoittaa ja

I I

\ ! käytössä säätää toisistaan riippumatta vain sen suuruiseksi I I t 25 kuin kyseinen ilmankäsittelyprosessi vaatii.

« · · ’· Kuviossa 2 on kaikille osailmavirroille Cx - C4 piir- *:**· retty omat kiertoilmakanavansa 22 - 25. Useimmiten kannat- : ’·· taa kiertoilmakanavat yhdistää kuvion 3 mukaisesti ja jakaa : eri toimintayksiköille meneviin haaroihin 22 - 25 vasta 30 keskuskoneen välittömässä läheisyydessä. Tämä voidaan tehdä tietysti myös osittain esimerkiksi siten, että haarat 22 ja • · · .···. 23 sekä 24 ja 25 yhdistetään pareittain.

/·* Kuvioiden 2 ja 3 ratkaisuissa käsittely-yksiköille • · : ** 3-6 otetaan vain kiertoilmaa C ilmastoitavasta tilasta • · « ’...· 35 32. Keksinnön piiriin kuuluu tietenkin myös kuvion 4 mukai- • · » • · · • · · • · · • · • « • · · 16 105851 nen ratkaisu, jossa peltien 29 ja 30 sekä ulkoilmakanavan 28 avulla voidaan jollekin tai kaikille käsittely-yksiköille 3 - 6 ottaa joko ulkoilmaa A2 tai kiertoilmaa C ilmastoitavasta tilasta 32 tai molempia halutussa suhteessa.

5 Tällainen mahdollisuus voidaan tietysti järjestää myös vain osalle käsittely-yksiköitä 3-6. Tarpeen vaatiessa voidaan järjestää niinkin, että osa tai kaikki käsittely-yksiköt ottavat pelkästään ulkoilmaa A2. Ilman otto pellin 16' kautta on tietenkin myös mahdollista.

10 Kuvioissa 2 - 4 on erilliset kanavistot poistoilmal- le C ja kiertoilmalle C . Varsinkin silloin kun kanavaverk-ko on laaja, kanavistot kannattaa useimmiten yhdistää kuvion 5 mukaisesti yhteiseksi kanavistoksi 31.

Kuvioissa 2-5 toimintayksiköt on esitetty periaat-15 teessä rinnan kytkettyinä. Myös osittain tai kokonaan sarjaan kytkeminen kuuluu keksinnön piiriin. Kuviossa 9 on esitetty erittäin edullinen sovellutusmuoto, jossa lämmi-tysyksikkö ja kostutusyksikkö on kytketty sarjaan. Selvyyden vuoksi poistopuolen laitteisto ja mahdolliset muut 20 ilmankäsittely-yksiköt on jätetty pois.

Kuvioissa 2-5 kostutusyksikkö 4 on poistoilmavir-rassa C2 lämmitysyksikön 3 rinnalla. Oletetaan, että laitteisto palvelee tilaa, jossa halutaan ylläpitää vähintään \ ! 30%:n suhteellinen kosteus, eli huoneenlämpötilan ollessa 25 21 °C ilman vesisisältö on 4, 6 g H20/kg k.i. Oletetaan ' < «

*· 1j lisäksi, että ilman laadun ylläpitämiseksi tuloilmavirta A

: ’ on 7 m3/s ja lämmitystä varten tarvittava ilmavirta C4 on «· : 1·1 myös 7 m3/s. Oletetaan edelleen, että ulkoilman mitoitus- • · · V : lämpötila on -26 °C, jolloin ilman vesisisältö on 0,4 g 30 H20/kg k.i. Ulkoilmavirtaan A olisi siis lisättävä vesihöyry ryä 4,2 kg H20/kg k.i.

• « · .··1. Lämmitys- 3 samoin kuin kostutinyksikön 4 läpi vir-

I I I

taavan kiertoilman C4, C2 vesisisältö on 4,6 g H20/kg k.i., ^ joten niihin ei kosteutta tarvitse lisätä. Kostutinyksikös- « · 35 sä 3 ilmaan pystytään kastepistekostutuksena haihduttamaan * · · • 1 » * · • » · 105851 17 vettä noin 3,5 g H20/kg k.i. Haihtuminen sitoo lämpöä niin, että ilman lämpötila laskee noin 12 °C:een.

Riittävän vesihöyrymäärän saamiseksi yhdistettyyn tuloilmavirtaan tulee kostutinyksikön 4 kautta kulkevan 5 ilmavirran olla (4,2/3,5) x 7 = 8,4 m3/s, eli puhallinyksi-kön 2 mitoitusilmavirran tulisi olla (7+7+8,4) = 22,4 m3/s. Lisäksi tulisi kostutuksen aiheuttaman lämmönkulutuksen peittämiseksi lämmitysyksikön 3 kautta kulkeva ilmavirta C4 lämmittää kostutuksen lämmönkulutusta vastaavaan korkeam-10 paan lämpötilaan, ts. lämpötilan lämmitysyksikön 3 jälkeen tulee olla esimerkiksi 45 °C:een sijasta olla 55,8 °C.

Paljon parempaan tulokseen päästään kuvion 9 mukaisella ratkaisulla. Lämmitysyksikön 3 kautta otetaan vain lämmityksen vaatima ilmavirta C4 eli 7 m3/s, joka lämmite-15 tään em. 55,8 °C:een. Tämän jälkeen ohjataan säätöpelleillä 17 ja 19 osailmavirtaus C4 kostutinyksikön kautta. Kun ilman lämpötila on kuitenkin 55,8 °C, se pystyy sitomaan huomattavasti enemmän kosteutta kuin huonelämpötilassa oleva ilma, eli tässä tapauksessa 13 g H20/kg k.i. Kostutukses-20 sa ilma jäähtyy noin 21 °C:een. Ilmavirran C4 tulee olla (4,2/13) x 7 = 2,25 m3/s, siis vain noin neljäsosa kuvioiden 2-5 mukaisesta ilmavirrasta. Puhallinyksikön 2 mitoi-. . tusilmavirta on 14 m3/s. Tehonkulutuksen minimoimiseksi on :t toisinaan edullista varustaa kostutinpiiri apupuhaltimellä '·1·' 25 33. Jos siinä on pyörimisnopeussäätö, ei peltiä 19 väittä- • · mättä tarvita muuhun kuin kostutinyksikön 4 sulkemiseen *·’” kokonaan pois käytöstä. Jos lämpötilaa ei haluta muuttaa lämmitysyksikön 3 jälkeen, voidaan talteenottoyksikköön 1, ·/:1: 1', 11 syöttää lisälämpöä edellä esitetyllä tavalla. Ilma- 30 virta C2 kasvaa tällöin hieman.

.···. Edellä esitetyt sovellutukset ovat vain esimerkkejä keksinnön perusidean soveltamismahdollisuuksista. Esimerk- • · · · - '!1 kejä ei ole kuitenkaan tarkoitettu mitenkään rajoittamaan • · • 1· keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaati- 35 musten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen keksintö • · · • · ·

· I

· · • · « · • · » 18 105851 kattaa esimerkiksi kaikki ilmankäsittelyprosessit, vaikkei mm. jäähdytystä ja kosteudenpoistoa ole esimerkeissä esitetty. Luonnollisesti myös suora evaporatiivinen jäähdytys kuuluu suojapiiriin, vaikka esimerkeissä on käsitelty vain 5 epäsuoraa evaporatiivista jäähdytystä. Samoin kaikki sinänsä tunnetut osajärjestelmät ja komponentit kuuluvat suoja-piiriin, esimerkiksi kaikki tunnetut lämmöntalteenottomene-telmät, vaikka tekstissä ja kuvioissa on esitetty lähinnä nestekiertoista järjestelmää, joka eräissä sovellutuksissa 10 tarjoaa huomattavia etuja. Kaikki tunnetut kostutustavat, esimerkiksi höyrykostutus, eri energiamuodot ja tuotantotavat kuten esimerkiksi lämpöpumput jne kuuluvat keksinnön piiriin. Edelleen on huomattava, että keksintö käsittää myös energian käytön hallinnan parantamiseksi lämmöntal-15 teenottoyksikön käytön kylmän talteenottoon kesällä niin, että poistoilmaa jäähdytetään ns. evaporatiivisella poisto-ilmajäähdytysyksiköllä ja jäähtyneestä ilmasta otetaan kylmä talteen lämmöntalteenottoyksikössä, jossa lämmön virtaussuunta muuttuu tuloilmasta poistoilmaan. Lisäksi 20 keksintö kattaa sisäilman lämpötilan hallinnan silloin kun ilman kosteuden hallitsemiseksi ilmaa kuivataan jäähdyttämällä ilmaa alle kastepisteen, joka vaatii ilman lisälämmi-tyksen jälkilämmitysyksikössä. Kaikissa esimerkeissä kuta-kin ilmankäsittelyä varten on yksi laite. Keksinnön piiriin ! 25 kuuluu luonnollisesti myös sovellutus, jossa jotain tai '· *j kaikkia toimintoja varten on suuren ilmavirran, lämmityste- j " hon tms. syyn takia kaksi tai useampia sarjaan tai rinnan • · : *’ kytkettyä laitetta. Jako voi tapahtua myös toiminnan perus- • · · · teella, esimerkiksi tuloilmapuhallinyksikkö voi koostua 30 kahdesta puhaltimesta, joista toinen on kierto- ja toinen ulkoilmalle. Tällöin tuloilmapuhallinyksikkökin voidaan ·***: huoltaa ja puhdistaa käytön aikana. Esimerkkitapauksissa on « · « ilmankäsittely-yksiköt esitetty selvyyden vuoksi keskusko- • · neeseen yhdistettynä. Keksintö kattaa tietysti myös sovel-35 lutukset, joissa kaikki ilmankäsittely-yksiköt eivät ole • · · » · · f · · • · 105851 19 lähekkäin. Esimerkiksi poistopuhallinyksikkö ja lämmöntal-teenottoyksikön poistoilmapuoli voivat olla kokonaan eri osassa rakennusta kuin muut yksiköt, jolloin tulo- ja pois-toilmapuolen välinen putkisto on pitkä. Samoin esimerkiksi 5 tuloilmapuhallinyksikkö voi olla missä tahansa kohdassa tuloilmakanavistoa jne.

• a a · · - - .

I · · aa a« . _ .

taa ♦ · . . _______ _____ .

• · • · • « • · • « a • ·· • # · ........

• · · ' -------------- " t» ------------: • a • · • · · • M • · • a a a a a · • aa a a a a a a a a a a a a f · « a a a a a a a

Claims (40)

105851

1. Menetelmä rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi ilmastoinnin avulla, joka menetelmä käsittää ainakin 5 joitain seuraavista prosessivaiheista: -sisäilman laadun hallinta, jolloin rakennuksen sisätilaan tuodaan puhdasta suodatettua ulkoilmaa, -sisäilman lämpötilan hallinta, jolloin tuloilmaa lämmitetään ja/tai jäähdytetään, 10 -sisäilman kosteuden hallinta, jolloin tuloilmaa kostutetaan ja/tai kuivataan ja -lämpöenergian käytön hallinta, jolloin osa poisto-ilman lämpösisällöstä siirretään tuloilmaan, tunnettu siitä, että jokainen prosessivaihe 15 tehdään ko. vaiheen vaatimalle ilmavirralle mitoitetun yhden tai useamman ilmankäsittely-yksikön (1,1'11,2,3,4,5, 6,7,8) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osaa ilmavirroista muutetaan 20 kulloinkin käytössä olevan prosessivaiheen mukaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osaa ilmavirroista muutetaan prosessivaiheen kuormitustilanteen mukaan.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukai- ‘ \ 25 nen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessivaiheen '· Ί tehoa ohjataan ilmavirtaa säätämällä. • * 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukai- • · i ’*· nen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin käsitte- v ·’ lyvaiheen läpi ohjataan eri kuormitustilanteissa vain pie- 30 nin mahdollinen ko. kuormitustilanteen vaatima ilmavirta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukai- • · · nen menetelmä, tunnettu siitä, että ne prosessivai- • « · ..· heet, joita ei ko. tilanteessa tarvita, suljetaan pois I · : ” ilmavirrasta. 35 · • · • · t · · f » • · · 105851

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokin tai jotkin prosessivaiheet suoritetaan samassa ilmankäsittely-yksikössä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että poistoilmasta tapahtuva lämmöntal-teenotto ja/tai lämmitys ja/tai jäähdytys tehdään kokonaan tai osittain samassa ilraankäsittely-yksikössä (1,1',11).

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-8 mukai-10 nen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmöntalteen- ottoyksikkö (1,1'11) sijoitetaan ulkoilmasta rakennukseen johdettavaan tuloilmavirtaukseen sekä rakennuksesta ulos johdettavaan poistoilmavirtaukseen ja muut ilmankäsittely-yksiköt (2,3,4,5,6) sovitetaan rakennuksesta otettavaan ja 15 sinne takaisin johdettavaan kiertoilmavirtaukseen.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmöntal-teenottoyksikkö (1,1', 11) sijoitetaan ulkoilmasta rakennukseen johdettavaan tuloilmavirtaukseen sekä rakennuksesta 20 ulos johdettavaan poistoilmavirtaukseen ja että muiden ilmankäsittely-ykslköiden (2,3, 4,5, 6) läpi johdetaan rakennukseen joko ulkoilmasta otettavaa tuloilmaa tai rakennuk-. . sesta otettavaa kiertoilmaa tai näiden seosta. ·', 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mu- * I ' 25 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien • « :.’*i prosessivaiheiden ilmänkäsittely-yksiköille muodostetaan T*: erillinen virtaustie ulkoilmasta ja/tai rakennuksesta.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-11 mu-kainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtaustiet 30 rakennuksesta ja/tai ulkoilmasta ilmänkäsittely-yksiköille ,···. yhdistetään kokonaan tai osittain. .··«. 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-12 mu- • : .*** kainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpö- ja/ : tai jäähdytystehoa syötetään lämmitys- ja/tai jäähdytysyk- 35 sikön lisäksi myös lämmöntalteenottoyksikköön (1,1*11) . « « « «< · «« · 105851

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpö-ja/tai kylmätehoa syötetään lämmitys- ja/tai jäähdytysyksi-kön lisäksi ulkoilmavirrassa lämmöntalteenottoyksikön (1, 5 l’,ll) jälkeen ilman virtaussuunnassa olevaan lisälämmitys-ja/tai jäähdytysyksikköön.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennuksen lämmitys-ja/tai jäähdytystarpeen ollessa mitoitusarvoa 10 pienempi lämpö- ja/tai kylmätehoa syötetään ainoastaan lämmöntalteenottoyksikköön (1,1',11) ja/taiulkoilmavirrassa lämmöntalteenottoyksikön jälkeen ilman virtaussuunnassa olevaan lisälämmitys- ja/tai jäähdytysyksikköön.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 11 - 15 mu- 15 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitys- ja/tai jäähdytystehoa kuljettava aine johdetaan kokonaan tai osittain ensin lämmitys- ja/tai jäähdytysyksikköön ja sitten lämmöntalteenottoyksikköön (1,1'11) ja/tai lisäläm-mitysyksikköön.

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-16 mu kainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkoilma-virtaus ohjataan kokonaan tai osittain lämmöntalteenottoyk-·.·. sikön (1,1'11) jälkeen lämmitys- tai jäähdytysyksikköön.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-17 mu-25 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitys- • *| yksikön jälkeiseen ilmavirtaukseen sovitetaan kostutinyk- • * sikkö. • · • · : ** 19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-18 mu- • · · : kainen menetelmä, tunnettu siitä, että vain osa 30 lämmitysyksikön jälkeisestä ilmavirtauksesta ohjataan kos- tutinyksikköön. ·***: 20. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 19 mu- • « * kainen menetelmä, tunnettu siitä, että jonkin tai : joidenkin ilmankäsittely-yksiköiden ilmavirtaan sovitetaan '···' 35 apupuhallinyksikkö (33) . «Il f « « • f « I « 105851

21. Sovitelma rakennuksen sisäilmaston hallitsemiseksi ilmastoinnin avulla, joka sovitelma käsittää ainakin joitain seuraavista välineistä prosessivaiheiden suorittamiseksi : 5 -sisäilman laadun hallintavälineet, jotka on sovi tettu tuomaan rakennuksen sisään puhdasta suodatettua ulkoilmaa, -sisäilman lämpötilan hallintavälineet, jotka on sovitettu lämmittämään ja/tai jäähdyttämään tuloilmaa, 10 -sisäilman kosteuden hallintavälineet, jotka on sovitettu kostuttamaan ja/tai kuivaamaan tuloilmaa ja -lämpöenergian käytön hallintavälineet, jotka on sovitettu siirtämään osan poistoilman lämpösisällöstä tulo-ilmaan, 15 tunnettu siitä, että välineet jokaisen pro sessivaiheen toteuttamiseksi on muodostettu ko. vaiheen vaatiman ilmavirran avulla mitoitetusta ilmankäsittely-yksiköstä (1,1'11,2,3,4,5,6,7,8).

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen sovitelma, 20 tunnettu siitä, että ainakin osa ilmavirroista on sovitettu muutettavaksi kulloinkin käytössä olevan prosessivaiheen mukaan. /.*. 23. Patenttivaatimuksen 21 tai 22 mukainen sovitel- ma, tunnettu siitä, että ainakin osa ilmavirroista 25 on sovitettu säädettäväksi prosessivaiheen kuormitustilan- I I I ' 1 teen mukaan. .j * 24. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 23 mu- • · • ]' kainen sovitelma, t u n n e t t u siitä, että prosessi- *·* ' vaiheen teho on sovitettu ohjattavaksi ilmavirtaa säätämäl- 30 lä. • · «

25. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21-24 mu- **“: kainen sovitelma, tunnettu siitä, että kunkin kä- • · * sittelyvaiheen läpi on sovitettu ohjattavaksi eri kuormitustilanteissa vain pienin mahdollinen ko. kuormitustilan- 35 teen vaatima ilmavirta. • · · « · I « · « · · 105851

26. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 25 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ne prosessivaiheet, joita ei ko. tilanteessa tarvita on sovitettu suljettavaksi pois ilmavirrasta.

27. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 26 mu kainen sovitelma, tunnettu siitä, että jokin tai jotkin prosessivaiheet on sovitettu suoritettavaksi samassa ilmankäsittely-yksikössä (1,1'11).

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen sovitelma, 10 tunnettu siitä, että poistoilmasta tapahtuva läm- möntalteenotto ja/tai lämmitys ja/tai jäähdytys on sovitettu tehtäväksi kokonaan tai osittain samassa ilmankäsittely-yksikössä (1,1'11).

29. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 28 mu-15 kainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämmöntal- teenottoyksikkö (1,1'11) on sovitettu sijoitettavaksi ulkoilmasta rakennukseen johdettavaan tuloilmavirtaukseen sekä rakennuksesta ulos johdettavaan poistoilmavirtaukseen ja muut ilmankäsittely-yksiköt (2,3,4,5,6) on sovitettu sijoi-20 tettaviksi rakennuksesta otettavaan ja sinne takaisin johdettavaan kiertoilmavirtaukseen.

30. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 29 πόαν. kainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämmöntal- teenottoyksikkö (1,1'H) on sovitettu sijoitettavaksi uiko- « · 25 ilmasta rakennukseen johdettavaan tuloilmavirtaukseen sekä • 1 · * \ rakennuksesta ulos johdettavaan poistoilmavirtaukseen ja ' että muiden ilmankäsittely-yksiköiden (2,3,4,5,6) läpi on • · • I1 sovitettu johdettavaksi rakennukseen joko ulkoilmasta otet- V 1 tavaa tuloilmaa tai rakennuksesta otettavaa kiertoilmaa tai 30 näiden seosta. ··· !t>>: 31. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 30 mu- kainen sovitelma, tunnettu siitä, että kaikkien * · · ./ prosessivaiheiden ilmakäsittely-yksiköille on muodostettu *... erillinen virtaustie ulkoilmasta ja/tai rakennuksesta. 35 « m · « · · « · « « « f · « · 11« 105851

32. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 31 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että virtaustiet rakennuksesta ja/tai ulkoilmasta ilmankäsittely-yksiköille on yhdistetty kokonaan tai osittain.

33. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 32 mu kainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämpö-ja/tai jäähdytystehoa on sovitettu syötettäväksi lämmitys-ja/tai jäähdytysyksikön lisäksi myös lämmöntalteenottoyksi-kköön (1,1 1,11).

34. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 33 mu kainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämpö-ja/tai kylmätehoa on sovitettu syötettäväksi lämmitys-ja/tai jäähdytysyksikön lisäksi ulkoilmavirrassa lämmöntal-teenottoyksikön (1,1111) jälkeen ilman virtaussuunnassa 15 olevaan lisälämmitys- ja/tai jäähdytysyksikköön.

35. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 34 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että rakennuksen lämmitys- ja/tai jäähdytystarpeen ollessa mitoitusarvoa pienempilämpö- ja/tai kylmätehoa on sovitettu syötettäväksi 20 ainoastaan lämmöntalteenottoyksikköön (1,11,11) ja/tai ulkoilmavirrassa lämmöntalteenottoyksikön jälkeen ilman virtaussuunnassa olevaan lisälämmitys- ja/tai jäähdytysyksik-köön. c 1 « «

36. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 31 - 35 mu- .·. : 25 kainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämmitys- • · · ja/tai jäähdytystehoa kuljettava aine on sovitettu johdet-tavaksi kokonaan tai osittain ensin lämmitys- ja/tai jääh- • · :t>]1 dytysyksikköön ja sitten lämmöntalteenottoyksikköön *·'’ (1,1'11) ja/tai lisälämmitys yksi kköön.

37. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 36 mu- ··· kainen sovitelma, tunnettu siitä, että ulkoilma- *!1]: virtaus on sovitettu ohjattavaksi kokonaan tai osittain .] lämmöntalteenottoyksikön (1,1'11) jälkeen lämmitys- tai « · · - jäähdytysyksikköön. 35 • 1 · I I « • « « · « f · « · • · · 105851

38. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 37 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että lämmitys-yksikön jälkeiseen ilmavirtaukseen on sovitettu kostutinyk-sikkö.

39. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 38 mu kainen sovitelma, tunnettu siitä, että vain osa lämmitysyksikön jälkeisestä ilmavirtauksesta on sovitettu ohjattavaksi kostutinyksikköön.

40. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 21 - 39 mu-10 kainen sovitelma, tunnettu siitä, että jonkin tai joidenkin ilmankäsittely-yksiköiden ilmavirtaan on sovitettu apupuhallinyksikkö (33). « « « « • · • · • · • · « ' I I A · • A • · A A « · • · • t • A • m A AA • A A A A A f A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A • A • AA

4 A « A A A « A «AA • IA · · I A • A I A 105851