FI110028B - Ilmankäsittelylaitteisto - Google Patents

Description

110028

Ilmankäsittelylaitteisto

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen ilmankäsittelylaitteisto.

5 Tällaisia ilmankäsittelylaitteisto ja käytetään useantyyppis-ten tilojen, kuten esimerkiksi asuin- tai teollisuusrakennusten, ilman käsittelyyn sitä kuivaamalla ja puhdistamalla sekä alipaineen tuottamiseen käsiteltävään tilaan ja tarvit-10 taessa myös ilman lämmittämiseen. Keksinnön kohteena olevia laitteistoja käytetään erityisesti kosteus- ja homevauri-oisten rakennusten korjaustöissä. Tällöin on tärkeää estää mikrobikasvustosta, jota ovat homeet, bakteerit ja hiiva- ja lahottajasienet, irtoavien mikrobisolujen kulkeutuminen 15 työtilan ulkopuolelle, erityisesti sisäilmaan, jossa oleskelevat henkilöt voisivat mikrobialtistuksen johdosta kärsiä terveysvaikutuksista. Näitä terveysvaikutuksia ovat tyypillisesti silmä-, iho- ja hengitystieoireet, toistuvat hengitysteiden infektiot sekä allergiset sairaudet.

20

Tunnetun tekniikan mukaisesti työtilan ympäristön suojaus on toteutettu eristämällä tila ja alipaineistamalla se erillisellä alipaineistimella. Mikäli alipaineistimen kautta ei esimerkiksi rakennuksen lämmitysaikana ole voitu poistaa 25 riittävää määrää kosteutta ulos puhaltamalla, on käytetty *:**: erillistä ilmankuivainta.

• · ·:··| Aikaisemmin tunnetussa tekniikassa on useita puutteita:

Rakenteiden kuivauksessa vapautuva kosteus siirtyy korjatta- • · · *:·, 30 van tilan ilmaan, josta sitä voidaan poistaa johtamalla ali- paineistuslaitteen ulospuhallusilma ulos. Tämä ei kuitenkaan .. ole usein käytännössä mahdollista varsinkaan rakennusten • *' lämmitysaikana, jolloin ilmaa on kuivattava erillisellä t · · '·* ’ ilmankuivaimella. Ahtaissa tiloissa tämä aiheuttaa ongelmia, ··· 35 koska tarvitaan erilliset laitteet sekä alipaineistukseen • · # ♦ .“·. että kuivaukseen. Nykyiset korjaustöissä käytettävät ilman- käsittelylaitteet eivät sovellu myöskään kovin hyvin asuin-’·*· rakennuksissa tehtävään kosteusvaurioiden korjaukseen.

*. *: Kosteusvaurioita esiintyy usein kylpyhuoneissa, joihin lait- 2 110028 teet ovat liian kookkaita. Kosteusvaurioiden kuivaus kestää useita vuorokausia, jolloin laitteet ovat käynnissä jatkuvasti. Aikaisempien laitteiden melutasoon ei ole kiinnitetty huomiota, joten laitteiden jatkuva käyttö aiheuttaa häiriöi-5 tä rakennuksen käyttäjille. Lisäksi home- ja kosteusvaurioiden purkutöihin käytettyjen alipaineistuslaitteiden HEPA-suodattimissa on havaittu homekasvustoa, joka turmelee kalliit suodattimet ennenaikaisesti käyttökelvottomiksi. Homekasvustosta vapautuu ilmaan haihtuvia kaasumaisia or-10 gaanisia aineenvaihduntatuotteita eli mikrobi-VOC:ja, jotka läpäisevät hiukkassuodattimet ja saattavat aiheuttaa ärsytysoireita.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun 15 tekniikan puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyp pinen ilmankäsittelylaite.

Keksintö perustuu siihen, että korjaustöissä tarvittavat, tilaa vievät laitteet sijoitetaan samaan laiterunkoon. Kek-20 sinto perustuu myös siihen, että yhdistettäessä laitteisto yhdeksi kokonaisuudeksi toteutetaan laitteiston eri elementtien mitoitus niin, että HEPA-suodattimelle johdettavan . ilman suhteellinen kosteus ei laitteiston toiminta-aikana < I t ··. nouse yli 50%:n.

• · 25 * t • · t *·*· Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ilmankäsitte- *lylaitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty pa-I *·· tenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

t 30 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

• · • ·

Sijoitettaessa korjaustöissä tarvittavat suodatus- ja ali- • paineistuslaitteet samaan laiterunkoon päästään pienempiko- ♦ » « koiseen ja hiljaisempaan, paremmin mitoitettuun ratkaisuun. '..,· 35 Varustamalla laitteisto ilmankuivaimella voidaan HEPA-suo- dattimella suodatettavan ilman suhteellinen kosteus säätää

• » I

: laitteiston toimiessa alle 50%:ksi, jolloin HEPA-suodatin ei homeennu. Varustamalla laitteisto soveltuvilla lämmönvaih- 3 110028 timilla sekä lämmittimillä tulee lisäksi mahdolliseksi suurtenkin tilojen remontointi myös talviaikana.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan 5 oheisen piirustuksen mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti yhtä keksinnön mukaista, yksittäisiin kohteisiin soveltuvaa ilmankäsittelylaitteis-toa.

10

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti yhtä keksinnön mukaista, suuriin kohteisiin soveltuvaa keskitettyä ilmankäsittelylait-teistoa.

15 Kuvion 1 esittämän esimerkin mukainen, yksittäisiin kohteisiin soveltuva ilmankäsittelylaitteisto koostuu laiterungos-ta 6, johon on kiinnitetty kuvion 1 mukaisesti höyrystimen 8, lauhduttimen 9 sekä kompressorin 10 yhdessä muodostama ilmankuivain 1 sekä HEPA-suodatin 2, puhallin 3, esisuodatin 20 ja hygrostaatti (ei esitetty).

HEPA-suodattimella tarkoitetaan tässä hakemuksessa hiukkas-suodatinta, joka kykenee suodattamaan 0,3 μιη:η kokoiset * · · partikkelit vähintään 99,97 prosenttisesti, tai mitä tahansa ‘ * 25 muuta suodatinlaitetta, jolla on mahdollista poistaa mikro- • · · bit ilmasta lähes täydellisesti.

! '·· Esimerkkilaitteiston toiminta perustuu käsiteltävän ilman lY: kierrättämiseen laitteiston läpi siten, että ilmasta pois- 30 tetaan ensin suuri osa mikrobeista johtamalla se esisuo-dattimen 5 läpi. Tällä tavoin voidaan vähentää merkittävästi jäähdytyspatterin 8 ja HEPA-suodattimen 2 likaantumista ja siis vähentää laitteiston huoltotarvetta sekä pidentää kalliiden HEPA-suodattimien 2 vaihtoväliä. Esisuodatuksen 5 35 jälkeen ilma kuivataan ilmankuivaimessa 1 niin tehokkaasti, että sen suhteellinen kosteus jää alle 50%:n, jolloin HEPA-suodattimen 2 homeentuminen estyy. Tässä esimerkkilaitteis-tossa käytetään kondenssikuivainta 1 kytkettynä niin, että 4 110028 käsiteltävä ilma jäähdytetään höyrystimessä 8 kastepisteensä alapuolelle ja johdetaan sen jälkeen lauhduttimen 9 läpi, jolloin kylmäaineeseen sitoutunutta lämpöenergiaa palautuu käsiteltävään ilmaan. Höyrystimeen 8 tiivistynyt kosteus 5 johdetaan esimerkiksi viemäriin.

Höyrystimen 8 jälkeen ilma johdetaan HEPA-suodattimeen 2, joka suodattaa mikrobien kokoluokassa olevat, noin 2-5 μιη:η kokoiset hiukkaset käytännöllisesti katsoen täysin. Tässä 10 esimerkissä suodatin 2 on 457x457x150 mm:n kokoinen Camfil MXEA-300. HEPA-suodattimen 2 kiinnityksen on oltava hyvin tiivis, jotta kaikki ilma suodattuu eikä ohivirtausta tapahdu.

15 HEPA-suodattimelta 2 ilma johdetaan puhaltimelle 3, jonka tehtävänä on ilman kierron aikaansaaminen. Puhaltimen jälkeen osa ilmasta johdetaan ulos käsiteltävästä tilasta, jolloin käsiteltävään tilaan saadaan syntymään tarvittava alipaine. Loput ilmasta johdetaan takaisin käsiteltävään 20 tilaan. Tämän esimerkin ilmankäsittelylaitteistolla voidaan päästä noin 460 m3/h kokonaisvirtaukseen sähkötehon ollessa noin 0,43 kW. Esimerkkilaitteiston ulkomitat ovat 0,50 x 0,50 x 0,80 m ja se on varustettu kiinnityselimillä ilman '*·. tulo- ja lähtöletkujen kytkemiseksi.

* ’ 25

Suuria korjauskohteita, esimerkiksi taloyhtiön kaikkien ’·"· märkätilojen samanaikaista kunnostamista, varten kehitetyn • *·· toteutusesimerkin periaate on esitetty kuviossa 2. Tällaisen i : : ilmankäsittelylaitteiston runkona 6 voidaan käyttää esimer- 30 kiksi konttia. Runkoon on sijoitettu sekä keskipainepuhalti- met 3, joilla hoidetaan eri työkohteiden jatkuva ilmanvaih-to, että korkeapaine imuri 11, jolla imetään korjaustyössä muodostuvat kontaminoituneet purkujätteet. Kumpikin järjes- · » telmä muodostaa säätö- ja automatiikkalaitteineen (ei esi-35 tetty) laitteiston sisälle oman kokonaisuutensa. Runkoon 6 tehdään liitännät kanavistolle 12, jonka kautta työkohteen : poisto- ja tuloilma johdetaan. Ilmanvaihdon tarkoituksena on poistaa työkohteessa muodostuvat mikrobit ja muut epäpuh- I · « 5 110028 taudet sekä kuivata purkutyökohteen ilmaa lämmitetyn ja tarvittaessa kuivatun tuloilman avulla. Ilman kuivaus voidaan suorittaa ilmankuivaimen 1 avulla. Kanaviston liitännät on varustettu sulkupelleillä 13. Keskipainepuhaltimia 3 5 säädetään portaattomasti taajuusmuuttajalla (ei esitetty), joten tarvittava ilmavirta voidaan valita joustavasti työkohteen koon mukaan. Järjestelmään asennetaan lämmön tal-teenottolaitteisto 4, jonka avulla poistoilman lämpöä siirretään tuloilmaan. Mikäli lämmön talteenotosta vapautuva 10 energia ei esimerkiksi kovalla pakkasella riitä tarpeeksi lämmittämään sisään johdettavaa ilmaa, käytetään ilman esilämmitintä (7). Suodatettu ja lämmitetty tuloilma johdetaan vedottomasti takaisin työkohteeseen. Poistoilma puhdistetaan tehokkailla suodattimilla 2 ennen regeneraattoria, 15 jolloin estetään mikrobikontaminaatio ja epäpuhtauksien kulkeutuminen vuotoilmavirtojen mukana takaisin korjauskohteeseen. Esimerkkilaitteiston maksimi-ilmavirta on 7000 m3/h, minkä avulla voidaan huolehtia n. 20 normaalikokoisen huoneiston ilmanvaihdosta samanaikaisesti.

20

Laitteiston toimintaa valvotaan ja säädetään järjestelmällä (ei esitetty), joka käsittää ilmavirran, lämpötilan, kosteuden ja paine-eron mittaus- ja säätölaitteet. Samankaltaista "*. säätöjärjestelmää voidaan käyttää myös yksittäisiin kohtei- 25 siin soveltuvan ilmankäsittelylaitteiston suoritusesimerkin '·*·’ kaltaisissa laitteistoissa.

ί *·* Esimerkin mukaiseen laitteistoon kuuluvat myös läpiviennit, : jotka hyödyntävät ikkunoiden ja ovien standardimitoitusta.

30 Valmiiden läpivientien avulla voidaan kanaviston 12 asenta- misaikaa vähentää merkittävästi. Läpiviennit helpottavat myös korjaustyön aikaisen ilmanvaihdon vedotonta järjestä- mistä.

35 Korkeapaineimuria 11 käytetään siivouksen ja hienojakoisen purkujätteen lisäksi myös kohdepoistoon pölyävän työvaiheen .·. ; kuten piikkauksen aikana. Tällöin hienojakoiset purkujätteet imetään suoraan ulos, jolloin vältytään purkujätteen käsit- 6 110028 telyltä sisätiloissa. Korkeapaineimurin 11 imuilman suodatus tapahtuu moniportaisesti siten, että suurin osa imettävästä materiaalista jää esierottimeen 14. Tämän jälkeen pöly suodatetaan puhdistuslaitteilla varustetuilla suodattimilla 5 15 ja puhalletaan ulkoilmaan. Esierottimen 14 alapuolelle sijoitetaan pölynkeräyssäiliö, joka tyhjennetään suoraan kaatopaikalle.

Keksinnön puitteissa voidaan ajatella myös yllä kuvatuista 10 suoritusesimerkeistä poikkeavia ratkaisuja: Kuvion 1 esittämän kaltaisessa laitteistossa voitaisiin ilmankierrätyslaite 3 sijoittaa ilmankuivaimen 1 ja HEPA-suodattimen 2 väliin tai niitä molempia ennen. Kuvion 2 kaltaisessa keskitetyssä ratkaisussa voidaan myös vaihdella ilmankierrätyslaitteiden 15 3 sekä suhteellisia sijainteja että lukumäärää. Keskitetty ratkaisu voitaisiin myös sovittaa kuivaamaan käsiteltävästä tilasta poistettavaa ilmavirtaa ennen sen saapumista HEPA-suodattimelle 2. On myös mahdollista sovittaa keskitetty ratkaisu kierrättämään osan käsiteltävästä tilasta pois-20 tamastaan ilmasta suodatuksen ja kuivauksen jälkeen takaisin käsiteltävään tilaan.

* · 1 * · · * · 1 i : : * · I I « · · i :

Claims (10)

1. 7 110028
2. 1. Erityisesti kosteus- ja homevauriotöissä käytettäväksi 5 tarkoitettu ilmankäsittelylaitteisto käsittelyn kohteena olevan rajatun tilan, esimerkiksi minkä tahansa huoneen tai huoneista koostuvan yhdistelmän alipaineistamiseksi, joka laitteisto käsittää laiterungon ja tähän liitetyt ainakin yhdet ilmankuivaimen (1) , HEPA-suodattimen (2) ja 10 ilmankierrätyslaitteen (3), tunnettu siitä, että laitteisto käsittää ilman tulokanavan ja ilman poisto-kanavan ilman johtamiseksi alipaineistusvaatimuksen mukaisessa suhteessa tulokanavaa pitkin käsiteltävän 15 tilan ulkopuolelta käsiteltävään tilaan ja poisto- kanavaa pitkin käsiteltävästä tilasta käsiteltävän tilan ulkopuolelle, ilman tulokanava käsittää ainakin yhden ilmankuivaimen 20 (1) ja ilman poistokanava käsittää ainakin yhden HEPA-suodattimen (2) . 25 t • 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, I · ·,·’,· tunnettu siitä, että se on sovitettu kuivaamaan ja johtamaan ilmaa siten, että HEPA-suodattimelle (2) johdetta-van ilman suhteellinen kosteus ei laitteen toiminta-aikana 30 nouse yli 50%:n.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, tunnettu siitä, että ilman tulokanava käsittää 35 sisääntulevan ilman esisuodattimen (5) . 8 110028
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, tunnettu siitä, että se on varustettu lämmön tal-teenottolaitteistolla (4) , joka on sovitettu ottamaan talteen käsiteltävästä tilasta ulosjohdettavasta ilmasta 5 lämpöenergiaa ja siirtämään sitä käsiteltävään tilaan joh dettavaan ilmaan.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, 10 tunnettu siitä, että se on varustettu käsiteltävään tilaan johdettavan ilman esilämmittimellä (7).
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, 15 tunnettu ilmaa käsiteltävään tilaan johtamaan sovi tetuista kanavista (12), joista ainakin yhden kanavan (12) ensimmäinen pää on yhdistetty ilman tulokanavaan ja ainakin yhden toisen kanavan ensimmäinen pää on yhdistetty ilman poistokanavaan ja joiden toiset päät on yhdistetty käsitel- 20 tävään tilaan sellaisten läpivientikappaleiden avulla, jotka on sovitettu vastaamaan käsiteltävän tilan ainakin yhden aukon, kuten oven tai ikkunan, standardimitoitusta.
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, tunnettu laitteistoon kytketystä ilman kosteuden '·1·' mittalaitteesta, joka on sovitettu säätöjärjestelmän osaksi • 1 siten, että säätöjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan lait- • ’·· teiston tai minkä tahansa laitteiston osan tehoa käsiteltä- ::: 30 vän ilman kosteuden mukaan.
8. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, « · · tunnettu laitteistoon kytketystä ilmavirran mitta- • · · ···! 35 laitteesta, joka on sovitettu säätöjärjestelmän osaksi niin, että säätöjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan laitteiston tai minkä tahansa laitteiston osan tehoa käsiteltävän ilman : virtausmäärän mukaan. 110028 9
9. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, tunnettu laitteistoon kytketystä ilman lämpötilan mittalaitteesta, joka on sovitettu säätöjärjestelmän osaksi 5 niin, että säätöjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan laitteiston tai minkä tahansa laitteiston osan tehoa käsiteltävän ilman lämpötilan mukaan.
10. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmankäsittelylaitteisto, tunnettu laitteistoon kytketystä paine-eron mittalaitteesta, joka on sovitettu säätöjärjestelmän osaksi niin, että säätöjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan laitteiston tai minkä tahansa laitteiston osan tehoa käsiteltävän tilan ja 15 sen ulkopuolisen ilman paineiden eron mukaan. I I I • · 1 · · I · • · • · · • · · » I · · · » 1 · II· * 10 1 10028