FI115319B - Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus in which the outdoor air flow is from a supply duct leading to out door air - Google Patents
Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus in which the outdoor air flow is from a supply duct leading to out door air Download PDFInfo
- Publication number
- FI115319B FI115319B FI20020349A FI20020349A FI115319B FI 115319 B FI115319 B FI 115319B FI 20020349 A FI20020349 A FI 20020349A FI 20020349 A FI20020349 A FI 20020349A FI 115319 B FI115319 B FI 115319B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- air
- heat exchanger
- ventilation
- regenerative
- recuperative
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02B30/16—
-
- Y02B30/563—
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
1 115319115319
Ilman vaihto-, kuivaus- ja lämmön talteenotto laite Tämän keksinnön kohteena on ilman vaihto-, kuivaus- ja lämmön talteenottolaite, joka muodostuu ilmanvaihdosta sekä rekuperatiivisesta ja regeneratiivisesta lämmönsiirtimestä, 5 joiden avulla ulkoilmalla kuivataan sisäilmaa hyvällä hyötysuhteella.The present invention relates to an air exchange, drying and heat recovery apparatus, which consists of ventilation and a recuperative and regenerative heat exchanger 5, by means of which the indoor air is dried in an efficient manner.
Sisäilman kosteuden poisto pakkasella vaatii paljon energiaa. Puutteellisesta kosteudenpoistosta kärsivät sekä ihmiset että rakennukset. Ongelmakohteista ovat esim. uimahallit, kylpylät, sauna- ja suihkutilat, eri prosessiteollisuuden kohteet, maanalaiset tilat, 10 pesulat, keittiöt, leipomot ja kosteutta runsaasti käsittelevät muutkin prosessit. Ratkaisuksi on esitetty jopa jo kertaalleen kuivatun sisäilman kierrättämistä, mutta silloin ongelmana on raittiin ilman puute, seurauksena mm. vireyden laskeminen, hiilidioksiditason nousu, pahoinvointi, kosteus- ja homeongelmat, allergiset sairaudet ja hometalot.Removing indoor humidity in freezing temperatures requires a lot of energy. Lack of dehumidification affects both people and buildings. Examples of problem areas include swimming pools, spas, sauna and shower facilities, various process industry sites, underground facilities, 10 laundries, kitchens, bakeries and other processes that are high in moisture. Recirculation of already dried indoor air has been proposed as a solution, but then the problem is a lack of fresh air. lowering alertness, rising carbon dioxide, nausea, moisture and mold problems, allergic diseases, and huts.
15 Kosteudenpoisto voi tapahtua - ilmanvaihdolla, sillä ulkoilman absoluuttinen kosteus on yleensä pienempi kuin sisäilman, - poistamalla vettä kiertoilmasta joko adsorptioperiaatteella, - taikondensoimallajäähdytyspatterilla.15 Dehumidification can be achieved by: - ventilation, since the absolute humidity of the outdoor air is generally lower than that of the indoor air, - by removing water from the recirculated air either by adsorption, - by condensing with a cooling coil.
20 "* * Mitä seuraavassa on ilmoitettu uimahallien kosteuden poistoa, koskee se myös muiden • · ·; kosteiden tilojen kuivausta, koska uimahallien osalta on saatavissa tutkimustietoa. Esimerkiksi ’ teoksessa Aittomäki,A., Karkiainen,S., Vehmaan-Kreula,M., Uimahallien ilmankuivatusjärjestelmän vertailu, Tampereen TKK, Energia- ja prosessitekniikka, UDK ; 25 694.97,725.74, raportti 131 »Tampere 1997, ISBN 951 -722-938-0, ISSN 1238-4747, todetaan seuraavaa sivulla 36: . ·. : - Mitä suurempi on lämmön talteenoton pinta-ala, sitä vähemmän lämpöpumppu . · · ·. pienentää lämmön kulutusta.20 "* * What is stated below for the dehumidification of swimming pools also applies to the drying of other damp rooms, as research information is available for swimming pools. For example 'in Aittomäki, A., Karkiainen, S., Vehmaan-Kreula, M. , Comparison of the dehumidification system for swimming pools, Tampere University of Technology, Energy and Process Engineering, UDC; 25 694.97,725.74, Report 131 »Tampere 1997, ISBN 951 -722-938-0, ISSN 1238-4747, states on page 36: ·: - The larger the heat recovery area, the less the heat pump. · · ·. Reduces heat consumption.
. ‘ . - Lämmöntalteenoton pinta-alan lisäys vähentää lämmön kulutusta enemmän kuin ,···’ 30 höyrystimen pinta-alan lisäys.. '. - Increasing the heat recovery area reduces heat consumption more than, ··· '30 evaporator surface area.
Hallin ilman tavoitekosteudella on voimakas vaikutus lämmön kulutukseen. Sen ! ! sijaan ulkoilman määrän rajoituslämpötila (-10 tai 0 °C) ei vaikuta merkittävästi.The target humidity of the air in the hall has a strong effect on heat consumption. That's it! ! instead, the outdoor air temperature limiting temperature (-10 or 0 ° C) will not be significantly affected.
» · » 115319 Lämpöpumpulla voidaan vähentää energiakustannuksia, mutta ero on liian pieni investointien kuolettamiseen.»·» 115319 A heat pump can reduce your energy costs, but the difference is too small to pay off your investment.
Kylmissä oloissa ulkoilmalla kuivaaminen on hyvä keino, mutta silloin hukataan energiaa.Cold air drying is a good way to do this, but then you lose energy.
5 Toisaalta huomattava osa poistoilman lämpösisällöstä voidaan ottaa talteen lämmönsiirtimien avulla. Lämmönsiirto on sitä tehokkaampaa, mitä suurempi lämpötilaero on lämpöä luovuttavan ja vastaanottavan ilmavirran välillä. Lämpö voi siirtyä poistoilmasta ulkoilmaan suoraan ilmavirtoja erottavan levyn lävitse, jolloin kysymyksessä on suora rekuperatiivinen lämmönsiirrin. Jos lämpöä siirtävä aine varastoi lämpöä ja vuorotellen lämpenee ja jäähtyy 10 ilmavirtauksessa, on kysymyksessä regeneratiivinen, lämpöä varastoiva lämmönsiirrin. Kaikissa tilanteissa tuloilma vastaanottaa lämpöä yhtä paljon kuin poistoilma luovuttaa. Jos lämmönsiirtimessä tapahtuu vesihöyryn tiivistymistä, kuivuu poistoilma samalla. Tällöin tuloilman lämpötilan nousu on suurempi kuin poistoilman lämpötilan lasku vaikka ilmavirrat olisivat yhtä suuret.5 On the other hand, a considerable part of the heat content of the exhaust air can be recovered by means of heat exchangers. The greater the temperature difference between the heat supply and the receiving air flow, the more efficient the heat transfer. The heat can be transferred from the exhaust air to the open air directly through the separating plate, which is a direct recuperative heat exchanger. If the heat transfer medium stores heat and alternately warms and cools in the 10 air stream, it is a regenerative heat storage heat exchanger. In all situations, the supply air receives heat as much as the exhaust air releases. If condensation of water vapor occurs in the heat exchanger, the exhaust air dries at the same time. In this case, the rise in the supply air temperature is greater than the decrease in the exhaust air temperature, even if the air flows are equal.
1515
Levylämmönsiirtimien (rekuperatiivinen) hyötysuhde saadaan korkeaksi suurella lämmönsiirtopinnalla. Se on parhaimmillaan n. 70 %. Mikäli poistoilma on kosteaa, se tiivistyy vedeksi lämmönsiirtopinnalla, ja pakkasella jäätyvä vesi voi tukkia ja rikkoa lämmönsiirtimen. Vahinkojen estämiseksi ilmaa voidaan lämmittää, jolloin vuosihyötysuhde laskee.The (recuperative) efficiency of the plate heat exchangers is high with a large heat transfer surface. At best it is about 70%. If the exhaust air is moist, it condenses into water on the heat transfer surface, and freezing water can block and break the heat exchanger. To prevent damage, the air can be heated and the annual efficiency drops.
20 Lämmönsiirrin kuivattaa ilmaa vasta silloin kun sen pinnan lämpötila alittaa kastepisteen.20 The heat exchanger dries the air only when its surface temperature is below the dew point.
· ·’ Regeneratiivisten lämmönsiirtimiä voidaan sanoa olevan kahta tyyppiä: · ; ’ - pyörivä, minkä hyötysuhdetta voidaan muuttaa kiekon pyörimisnopeuden avulla, ja - virtausta vaihtava, minkä varaavan massan lämpimän ja viileän jakson pituutta > I · !.. ’ 25 muuttamalla voidaan yksinkertaisesti muuttaa hyötysuhdetta.· · 'There are two types of regenerative heat exchangers: ·; '- rotatable, the efficiency of which can be varied by the speed of rotation of the disc, and - variation of the flow of which charge mass, by changing the length of the warm and cool period> I ·! ..' 25, simply changing the efficiency.
I II I
: Regeneratiiviset lämmönsiirtimet ovat lämpötilahyötysuhteeltaan rekuperatiivisia parempia, . · ·. mutta ne puolestaan palauttavat kosteutta takaisin poistoilmasta tuloilmaan. Nyrkkisääntönä . ‘ . on: mitä parempi lämpötila-hyötysuhde sitä enemmän kosteutta palautuu. Jäätymistä voidaan ··.] 30 vähentää pienentämällä kiertonopeutta ja nopeuttamalla jaksotusta.: Regenerative heat exchangers have a better heat efficiency than recuperative ones,. · ·. but they in turn return moisture from the exhaust air to the supply air. As a rule of thumb. '. is: the better the temperature-efficiency, the more moisture is returned. Freezing can be reduced by reducing the rotation speed and speeding up the cycling.
* r » 3 115319* r »3 115319
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainittuja lämmönsiirtimiin liittyviä epäkohtia ja saada aikaan järjestelmä, missä sisäilmaa voidaan kylmissä ulkoilmaoloissa energiatehokkaasti kuivata ulkoilmalla ilman lämpöpumppua.The object of the invention is to eliminate the aforementioned drawbacks associated with heat exchangers and to provide a system where indoor air can be efficiently dried in the open air without a heat pump in cold outdoor conditions.
5 Mitä lämpimämpää ilma on sitä enemmän vesihöyryä se voi sisältää. Ilmassa voi kuitenkin olla tietyssä lämpötilassa vain täysin tietty suurin määrä vesihöyryä. Ilman sanotaan silloin olevan vesihöyryllä kyllästetyn. Jos ilmaan tuodaan tässä vaiheessa kosteutta lisää tai sen lämpötila laskee, ylimääräinen kosteus tiivistyy - kondensoituu - ilmasta nestepisaroina. Sitä lämpötilaa, jossa veden erottuminen ilmasta alkaa, sanotaan kastepisteeksi. Koska viilenevän ilman energia 10 ei voi hävitä, energia siirtyy kondenssipintaan lämmittäen sitä.5 The warmer the air, the more water vapor it may contain. However, only a certain maximum amount of water vapor can be present in the air at a given temperature. The air is then said to be saturated with water vapor. If more moisture is introduced into the air at this stage or its temperature drops, the excess moisture condenses - condenses - into the air as liquid droplets. The temperature at which water begins to separate from the air is called the dew point. Since the energy 10 of the cooling air cannot dissipate, the energy is transferred to the condensation surface, heating it.
Tunnetussa Mollier -piirroksessa sekoitetun ilman tila on sekoitettavien ilmojen tilan yhdysjanalla. Sekoituspiste on kääntäen verrannollinen ilmojen suhteessa siten, että sekoituspiste on lähempänä suuremman massavirran pistettä. Jos lämpimän ja kostean sisäilman 15 sekä kylmän ulkoilman sekoituspiste joutuu kyllästyskäyrän oikealle puolelle, tapahtuu vesihöyryn tiivistymistä. Lämmityksessä ilman absoluuttinen kosteus pysyy muuttumattomana, mutta suhteellinen kosteus laskee. Tällöin Mollier -piirroksella liikutaan vakiokosteussuoraa pitkin ylöspäin.In the well-known Mollier drawing, the state of the mixed air is on the connecting line of the state of the mixed air. The mixing point is inversely proportional to the air so that the mixing point is closer to the point of the higher mass flow. If the mixing point of warm and humid indoor air 15 and cold outdoor air is to the right of the saturation curve, condensation of water vapor occurs. In heating, the absolute humidity of the air remains unchanged, but the relative humidity decreases. In this case, the Mollier drawing moves upwards along a constant humidity line.
20 Adsorptiopinnan lämpötilan pitää olla kastepistettä alhaisempi, jotta vesi tiivistyisi ja ilma ‘ * jäähtyisi sekä kuivuisi.20 The temperature of the adsorption surface must be below the dew point in order to condense the water and cool and dry the air.
• · » ·,; Hyvän sisäilman vaatimus on, että koko ilmamäärä pitää vaihtaa yhdestä kolmeen kertaan tunnissa. Kosteissa tiloissa miellyttävän sisäilman lämpötilatavoite on 30°C eikä viileän !..' 25 korvausilman ja sisäilman lämpötilaeron ei tulisi olla suurempi kuin 12°C. Viihtyvyystekijöiden ja rakenteisiin kohdistuvien kosteusrasitusten vuoksi suhteellisen kosteuden ylärajana on : pidettävä noin 60 %. Normaaleissa uimahalleissa voidaan ilmannopeudelle käyttää arvoa 0.1 . · ·. m/s ja esim. porealtaissa 0.2 - 0.3 m/s veden ollessa 35°C.• · »·,; The requirement for good indoor air is that the entire air volume should be changed from one to three times per hour. In humid conditions, the ambient temperature target for comfortable indoor air is 30 ° C and not for cool! .. '25 the difference between replacement air and indoor air temperature should be greater than 12 ° C. For comfort factors and structural stress on structures, the upper limit of relative humidity must be: 60%. For normal indoor swimming pools, a value of 0.1 can be used for air velocity. · ·. m / s and, for example, in whirlpools 0.2 - 0.3 m / s with water at 35 ° C.
,···. 30 Seuraavassa esimerkissä on tarkastelu eri lämpötiloissa ilman absoluuttisia kosteuspitoisuuksia , · , silloin kun ilman suhteellinen kosteus on 60 %., ···. 30 The following example is an examination at different temperatures without absolute humidity, · at a relative humidity of 60%.
4 115319 Lämpötila suht. kosteus vesihöyryn määrä vesihöyryn määrä °C % kyllästystilassa g/m3 g/m3 kuivaa ilmaa 30 60 31,7 19,02 5 18 60 15,6 9,36 0 60 4,92 2,946 -10 60 2,13 1,2784 115319 Temperature Rel. humidity amount of water vapor amount of water vapor ° C% in the saturation state g / m3 g / m3 dry air 30 60 31.7 19.02 5 18 60 15.6 9.36 0 60 4.92 2.946 -10 60 2.13 1.278
Enimmäis- ja vähimmäis-vesihöyryn määrän ero on jopa n. 15 -kertainen. Kun otetaan 10 huomioon se, että pienienkin uimahallien tilavuus on satoja kuutiometrejä, on helppo ymmärtää millaisista vesimääristä on kysymys.The difference between the maximum and minimum water vapor levels is up to about 15 times. Given the fact that even small swimming pools have hundreds of cubic meters, it is easy to see what amounts of water are involved.
Lämmityksen ja ilmanvaihdon kannalta uimahalli eroaa tavanomaisista sisätiloista lähinnä siinä, että ilmaan haihtuu altaasta ja märistä pinnoista jatkuvasti suuria määriä vettä. Mikäli tätä 15 haihtunutta vettä ei poisteta, nousee sisäilman kosteus ja tietyssä vaiheessa alkaa kondensoituminen heikoimmin eristetyssä kohdassa, joka yleensä on ikkuna. Kondensoitumisen estämiseksi allastilassa pyritään yleensä pitämään pientä alipainetta, jotta kosteus ja kloori eivät siirry rakennuksen muihin osiin eivätkä seinärakenteisiin. Uimarit ovat varsin kevyesti puettuja, paljasjalkaisia ja märkiä jo ennen uintia, jolloin voimakas haihtuminen sitoo lämpöä ja olo 20 tuntuu kylmältä ellei ilman lämpötila ja suhteellinen kosteus ole sopivia. Lisäksi suhteellisen '' ' ' kosteuden alentuessa kasvaa haihtuminen altaasta ja sen seurauksena allasveden lämmitystarve.From the point of view of heating and ventilation, the indoor swimming pool differs from conventional indoor spaces in that large amounts of water are constantly evaporated from the pool and wet surfaces. If this 15 evaporated water is not removed, the indoor air humidity rises and at some point condensation begins at the weakest insulated area, which is usually the window. In order to prevent condensation, a low vacuum is usually used to keep the humidity and chlorine from transferring to other parts of the building and to the wall structures. Swimmers are quite lightly dressed, barefoot and wet even before swimming, whereby the strong evaporation absorbs heat and the feeling feels cold unless the air temperature and relative humidity are appropriate. In addition, as the relative '' '' humidity decreases, evaporation from the pool increases and consequently the need for heating the pool water.
• ·*; Eri lähteiden mukaan tulisi ilman lämpötila pitää 2...3 °C allasveden lämpötilaa korkeampana.• · *; According to various sources, the air temperature should be maintained at 2 ... 3 ° C above the temperature of the pool water.
* · · · ;* Ilmastoinnin suunnittelussa tulee huomioida myös onko kyseessä tavallinen uimahalli vai ;*. kylpylä, jossa on porealtaita ym. kosteuskuormaa lisääviä tekijöitä. Mikäli uimahallissa on ' 25 katsomo, pitää siinä yleensä olla oma ilmanjako eikä kostea ja klooripitoinen aUasilma saisi kulkeutua katsomoon. Suunnittelussa on lisäksi otettava huomioon käyttöolojen muuttuminen : esim. eri vuorokauden aikoina. Uimahallin käyttöaikana märän pinnan osuus on 1.5 kertaa .··. allaspinta, altaassa on 1 henkilö/4 m2 allasta ja hallissa on lisäksi yksi märkäpintainen .' . henkilö/10 m2. Entalpia- ja kosteusero sisä- ja ulkoilman välillä pyritään ilmavirtojen 30 mitoituksen kannalta saamaan mahdollisimman suureksi. Rajoittavaksi tekijäksi saattaa ,· > muodostua liian kylmän tuloilman aiheuttama veto vaara huonetilassa sekä jäätymisvaara.Air conditioning design should also take into account whether it is an ordinary indoor swimming pool or; a spa with whirlpools and other factors that increase humidity. If the indoor swimming pool has' 25 grandstands, it should normally have its own air distribution and not damp and chlorine-containing open air should enter the grandstand. Planning must also take into account changing operating conditions: eg at different times of the day. During the use of the indoor swimming pool, the wet surface is 1.5 times ···. pool area, the pool has 1 person / 4 m2 pool and the hall also has one wet surface. ' . person / 10 m2. The aim is to maximize the enthalpy and humidity difference between indoor and outdoor air for dimensioning the air flows 30. A limiting factor may be the danger of drawing in a room due to too cold supply air and the risk of freezing.
5 1153195, 115319
Kuten edellä on todettu, regeneratiivisten lämmönsiirtimien osalta paradoksaalista on se, että mikäli halutaan hyvä hyötysuhde ja jäätymättömyys, lämpimän/kylmän jakson pienentyessä kasvaa laitteiston poistoilmasta tuloilmaan palauttama kosteuden määrä. Kosteissa ja kuumissa ulkoilmaoloissa tästä on huomattava etu, mutta pakkasella kosteat ja lämpimät sisätilat 5 muodostavat ongelman. Hyötysuhde ja kosteuden palauttaminen ovat siis käänteisiä ominaisuuksia. Näiden ominaisuuksiensa vuoksi regeneratiiviset järjestelmät eivät ole tehokkaita kosteissa sisätiloissa. Regeneratiivisessa lämmönsiirtimessä on kuitenkin ominaisuus, mitä rekuperatiivisessa ei ole. Se ei jäädy niin herkästi kuin rekuperatiivinen siirrin, oikein käytettynä ei edes kovillakaan pakkasilla. Tämän lisäksi regeneratiivisen 10 lämmönsiirtimen lämpötilahyötysuhdetta on helppo muuttaa 0:n ja maksimin välillä.As stated above, for regenerative heat exchangers, it is paradoxical that if good efficiency and non-freezing are desired, the amount of moisture returned from the exhaust air to the supply air increases as the equipment cools down. In humid and hot outdoor conditions this is a considerable advantage, but in cold weather damp and warm interiors 5 present a problem. Efficiency and moisture recovery are thus inverse properties. Because of these properties, Regenerative systems are not effective in damp indoor environments. However, the regenerative heat exchanger has a property that the regenerative heat exchanger does not. It does not freeze as easily as a recuperative transporter, when used properly, not even in frost. In addition, the temperature efficiency of the regenerative heat exchanger 10 can be easily changed between 0 and maximum.
Virtausta vaihtavien regeneratiivisten lämmönsiirtimien lämpötilahyötysuhde voi parhaimmillaan pakkasellakin olla hyvä n. 88 %. Näin esim. patentin FI100133 mukaisella keksinnöllä saavutetaan mm. seuraavia etuja (testit mm. VTT/4.10.1995; RTE10406/95 ja 15 SINTEF/1982-08- 11/STF15 F 82029, 1982-05-28/150164 testien perusteella): 1) erittäin korkea lämpötilahyötysuhde (testit VTT: 87,8 %; SINTEF: 98 %). 2) Kuumissa (yli 30°C) ja kosteissa (suhteellinen kosteus yli 80 %) ulkoilmaoloissa laite jopa jäähdyttää sisäilmaa 3 - 5 °C ; ilman lisäenergiaa. 3) Oikein käytettynä lämmön talteenottokennosto ei jäädy. 4) Alhainen • liityntäteho. 5) Tasaa sisäilman suhteellisen kosteuden 38-67 %.Regenerative heat exchangers that exchange flow can have a good temperature efficiency of about 88% even at frost. Thus, e.g., the invention according to FI100133 achieves e.g. the following benefits (tests based on tests including VTT / 4.10.1995; RTE10406 / 95 and 15 SINTEF / 1982-08-11 / STF15 F 82029, 1982-05-28 / 150164): 1) very high temperature efficiency (tests VTT: 87 , 8%; SINTEF: 98%). 2) In hot (above 30 ° C) and humid (relative humidity over 80%) outdoor conditions, the unit even cools the indoor air by 3-5 ° C; without additional energy. 3) When used properly, the heat recovery cell does not freeze. 4) Low access • power. 5) Equalize the relative humidity of the indoor air by 38-67%.
:’·· 20 : Keksinnön tarkoituksena on se, että regeneratiivisessa lämmönsiirtimessä ulkoilmalla ; viilennetään sisäilma. Regeneratiivista lämmönsiirrintä on ohjattu siten, ettei kennosto *. . kuitenkaan jäädy. Näin viilennetty ulkoilma ohjataan rekuperatiiviselle lämmönsiirtimelle siten, että lämpötila on vähintään plussan puolella, ettei kennosto jäädy. Rekuperatiiviselle 25 lämmönsiirtimelle sisältä tuleva kostea ja lämmin sisäilma viilenee alle kastepisteen, jolloin se kuivaa. Koska rekuperatiivinen lämmönsiirrin ei palauta kosteutta sisälle, siinä tapahtuva ilman kuivaus on käytettävissä kokonaisuudessaan hyödyksi, toisin kuin regeneratiivisessa ‘1'. lämmönsiirtimessä. Lämmennyt ulkoilma johdetaan sisätiloihin sekä kuivaamaton sisäilma on johdettu ulos.: '·· 20: The object of the invention is that in a regenerative heat exchanger with open air; cool the indoor air. The regenerative heat exchanger is controlled so that the honeycomb *. . however, freeze. The cooled outdoor air is then directed to the recuperative heat exchanger so that the temperature is at least on the plus side so that the cell does not freeze. For the recuperative 25 heat exchanger, the humid and warm indoor air from the inside cools down below the dew point to dry. Since the recuperative heat exchanger does not return moisture inside, the air drying in it is available to its full advantage, unlike the regenerative '1'. in the heat exchanger. Heated outdoor air is routed indoors and unheated indoor air is vented.
30 *”*· Kosteuden poistoa koskevia laskelmia on erittäin vaikea tehdä, koska kuormitukseen liittyvät • « .' parametrit, kuten kosteuden siirtokertoimet ovat epävarmoja ja voivat käytännössä vaihdella 6 115319 paljonkin. Samoin kosteuden siirtoluvut regeneratiivisille lämmönsiirtimille ovat puutteellisesti tunnettuja.30 * "* · Calculations for moisture removal are very difficult to do because of the load-related •«. ' parameters such as moisture transfer coefficients are uncertain and can practically fluctuate much. Similarly, moisture transfer rates for regenerative heat exchangers are poorly known.
Mikäli ulkoilman lämpötila on -10°C, ja sisäilman +30°C, regeneratiiviselta lämmönsiirtimeltä 5 ulos lähtevän ilman lämpötila 90 %:n hyötysuhteella on -6°C, mikä ei nonnaalisti jäädytä rekuperatiivista kennoa. Mikäli ulkolämpötila tästä vielä laskee, jäätyminen estetään huonontamalla regeneratiivisen lämmönsiirtimen hyötysuhdetta. Toisaalta kondensoitumisen aikaansaamiseksi ilman lämpötila ei saa ylittää kastepistettä.With an outdoor air temperature of -10 ° C and an indoor air temperature of + 30 ° C, the temperature of the air leaving the regenerative heat exchanger 5 with a 90% efficiency is -6 ° C, which does not freeze the recuperative cell. If the outdoor temperature still drops here, freezing will be prevented by reducing the efficiency of the regenerative heat exchanger. On the other hand, to achieve condensation, the air temperature must not exceed the dew point.
10 Seuraavassa esitetään erään koetilanteen tuloksia: Ilman lämmön talteenottoa tapahtunut kuivausjäijestelmä vaatii tuuletusilman lämmittämiseen allashuoneen lämpötilaan 29,8 kW haihdunnan kuluttaman lämpötehon ollessa 23,8 kW eli yhteensä 53,6 kW. Keksinnön mukaisella järjestelmällä - 85 %:n regeneratiivisella lämmön talteenotolla - allashuoneen lämmittämiseen meni 4,5 kW sekä kosteuden palauttamisen vuoksi haihdunnan kuluttama 15 lämpöteho on 7,9 kW eli yhteensä 12,4 kW. Säästö 41,2 kW eli 77 % on kokonaan nettosäätöä, sillä molemmissa järjestelmissä oli sama sähkön kulutus eli vaativat saman ottotehon. Tavanomaiseen regeneratiiviseen kuivaimeen verrattuna keksinnön mukaisen jäijestelmän säästö on 73,9 %.10 The following is the results of an experimental situation: The drying system without air heat recovery requires 29.8 kW for heating the ventilation air to a pool temperature with an evaporative heat output of 23.8 kW, or a total of 53.6 kW. With the system according to the invention - with 85% regenerative heat recovery - the heating of the pool room was 4.5 kW, and due to the restoration of humidity the thermal power consumed by evaporation is 7.9 kW, or a total of 12.4 kW. The savings of 41.2 kW, or 77%, are entirely net adjustments, as both systems had the same power consumption, requiring the same power input. Compared to a conventional regenerative drier, the saving of the ice system of the invention is 73.9%.
20 Keksinnön mukaiselle ilman vaihto-, kuivaus ja lämmön talteenottolaitteelle on tunnusomaista : se, mikä on esitetty patenttivaatimusten tunnusmerkkiosassa.The air exchange, drying and heat recovery apparatus according to the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of the claims.
i » ·i »·
* · I* · I
Keksinnön yksi tärkeimmistä tuloksista on yhdistää sinänsä tunnetut rekuperatiivinen jaOne of the most important results of the invention is to combine the recuperative and the known per se
? I? I
; \ regeneratiivinen lämmönsiirrin sellaiseksi kokonaisuudeksi, kostean sisäilman kuivaus tapahtuu ’ 25 ilmaisenergialla korkealla hyötysuhteella. Julkaisussa EP A 0922483 (B01D 53/26) on sekä rekuperatiivinen ja regeneratiivinen lämmönvaihdin, mutta siitä puuttuu ilmanvaihto, joten se _ · . vain kierrättää sisäilmaa. Juuri tämän ongelma on ratkaistu keksinnössä. Samoin julkaisuissa ,··. US A 5709736 (B01D 53 /26) ja WO A 8806261 (F24F 3/14) puuttuu mm. ilmanvaihto; . ‘ . kaikki edellä mainittujen julkaisujen laitteet on tarkoitettu pelkästään ilman kuivaukseen.; \ regenerative heat exchanger as a whole, humid indoor air drying is done with '25 free energy at high efficiency. EP A 0922483 (B01D 53/26) has both a recuperative and a regenerative heat exchanger, but lacks ventilation, so it _ ·. just circulate indoor air. This is precisely the problem solved by the invention. Similarly in publications, ··. US A 5709736 (B01D 53/26) and WO A 8806261 (F24F 3/14) are missing e.g. air condition; . '. all devices in the above publications are intended solely for air drying.
• * 30 Jäijestelmällä eliminoidaan regeneratiivisen lämmönsiirtimen kosteuden palautus sisätiloihin ; ; kuitenkaan menettämättä hyvää lämmön talteenottoa. Julkaisu FI A 895354 (F24F 12/00) käsittää vain regeneratiivisen lämmönvaihtimen ilmavirtojen lämpötilaohjauksen. Ongelmaksi 7 115319 jää edelleen ilman kuivaus pakkasella, koska laite palauttaa kosteuden sisätiloihin. Tämän ongelman keksintö ratkaisee energiatehokkaasti käyttämällä muiden ohella rekuperatiivista lämmönvaihdinta varsinaiseen kuivaukseen sen jälkeen kun sisäilman lämpö on siirretty takaisin sisälle raittiin ulkoilman mukana.• * 30 The ice system eliminates the need for regenerative heat exchanger moisture recovery; ; but without losing good heat recovery. Publication FI A 895354 (F24F 12/00) only covers temperature control of the air flows of a regenerative heat exchanger. The problem 7 115319 still remains air drying in frost as the unit returns moisture to the interior. The invention solves this problem efficiently by using, among other things, a recuperative heat exchanger for actual drying after the heat of the indoor air has been transferred back inside with fresh outdoor air.
55
Keksinnön mukainen laite on yksinkertainen ja halpa, vaikka siinä on kaksi lämmönsiirrintä, mutta vain yhdet puhaltimet ja muutoinkin yksi ohjausjärjestelmä kahden sijaan. Järjestelmä on äänetön, kevyt, helppo huoltaa, luotettava eikä se sisällä vaarallisia aineita.The device according to the invention is simple and inexpensive, although it has two heat exchangers, but only one fan and otherwise one control system instead of two. The system is silent, lightweight, easy to maintain, reliable and contains no hazardous substances.
10 Kaikkiin näihin tunnettuihin tarkoituksiin on kehitetty eri ratkaisuja ja ne ovat sinänsä tunnettuja menetelmiä. Tämä keksintö mahdollistaa edellä mainittujen ongelmien ratkaisun yhdellä laitteella, jolloin alhaisen hankintahinnan vuoksi takaisinmaksuaika on lyhyt.10 For each of these known purposes, various solutions have been developed and are methods known per se. The present invention enables a single device to solve the above-mentioned problems, whereby, due to the low purchase price, the payback time is short.
Keksinnön erilaisia sovellusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.Various embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.
1515
Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviomaisesti ilman kuivaus ja lämmön talteenottolaitetta sekä siihen järjestettyjä ilmavirtauksia.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawing, which shows schematically the air drying and heat recovery apparatus and the air flows therein.
20 Piirustusten 1 mukainen ilman vaihto-, kuivaus- ja lämmön talteenottolaite muodostuu • : : rekuperatiivisesta 1 ja regeneratiivisesta 2 lämmönsiirtimestä, sisätilaan johtavista ilman tulo- 3 • : ja poistokanavista 4, ulkoilmaan johtavista tulo- 5 ja poistokanavista 6 sekä regeneratiivisesta 2 ( » : ; ’ rekuperatiiviseen 1 lämmönsiirtimeen johtavasta ilmakanavasta 7 ja rekuperatiivisesta 1 regeneratiiviseen 2 lämmönsiirtimeen johtavasta ilmakanavasta 8. Ilmavirtaukset on esitetty . * 25 nuolien avulla siten, että ulkoilma on kuvattu katkoviivalla ja sisäilma yhtenäisellä viivalla.20 The air exchange, drying and heat recovery apparatus according to the drawings 1 consists of::: recuperative 1 and regenerative 2 heat exchangers, indoor air intake 3 •: and exhaust duct 4, outdoor air inlet 5 and exhaust duct 6 and regenerative 2 (»: ; 'from the air duct 7 to the recuperative heat exchanger 1 and the air duct 8 to the recuperative heat exchanger 1. Air flows are represented by .25 with arrows such that the outside air is represented by a dashed line and the indoor air by a solid line.
> »> »
Kylmä ulkoilma on ohjattu tukikanavasta 5 ensin regeneratiiviseen lämmönsiirtimeen 2. Tämän ; jälkeen ulkoilma on ohjattu ilmakanavan 7 kautta rekuperatiiviseen lämmönsiirtimeen 1, mistä • * » .··, ulkoilma on ohjattu lopuksi sisälle tulokanavan 3 kautta. Kuivattava sisäilma on ohjattu . poistokanavan 4 kautta rekuperatiiviseen lämmönsiirtimeen 1, minkä jälkeen se on ohjattu * f » i ./ 30 ilmakanavan 8 kautta regeneratiiviselle lämmönsiirtimelle 2. Regeneratiivisessa lämmönsiirtimessä 2 ulkoilma viilentää sisäilman, minkä jälkeen sisäilma on ohjattu ; ; poistokanavan 6 kautta ulos. Toisin sanoen sisäilma luovuttaa lämpönsä ulkoilmaan.The cold outdoor air is directed from the support duct 5 first to the regenerative heat exchanger 2. This; thereafter, the outdoor air is directed through the air duct 7 to the recuperative heat exchanger 1, from where * * »· · ·, the outdoor air is finally directed inside via the inlet duct 3. The indoor air to be dried is controlled. through an exhaust duct 4 to a recuperative heat exchanger 1, after which it is directed * f »i ./30 through an air duct 8 to a regenerative heat exchanger 2. In the regenerative heat exchanger 2, the outdoor air cools the indoor air, after which the indoor air is controlled; ; through outlet duct 6. In other words, the indoor air releases its heat to the outdoor air.
Regenerativiiselta 2 rekuperatiiviselle 1 lämmönsiirtimelle tulevan ulkoilman lämpötila on 8 115319 sellainen, että ulkoilma aiheuttaa rekuperatiivisessa lämmönsiirtimessä 1 sisäilman kondensoitumisen eli kuivumisen. Ulkoilman lämpötila saa olla korkeintaan sama kuin sisäilman kastepisteen lämpötila. Tällä järjestelyllä varmistetaan se, että kostea sisäilma kondensoituu, jolloin se kuivaa. Mutta ulkoilman lämpötila rekuperatiivisessa 5 lämmönsiirtimessä 1 ei saa kuitenkaan olla niin alhainen, että rekuperatiivinen lämmönsiirrin 1 jäätyy. Tarvittaessa oikea lämpötila saadaan aikaan regeneratiivisessa lämmönsiirtimessä 2 muuttamalla sen höytysuhdetta siten, että pyörivän laitteen pyörimisnopeutta sekä virtausta vaihtavan laitteen varaavan massan lämpimän ja viileän jakson pituutta on muutettu esim. termostaatin ohjaamana. Mikäli ulkoilman lämpötila on piirroksen 1 mukaisessa jäljestetyssä -10 20°C, ja sisäilman +28°C, regeneratiiviselta 2 rekuperatiiviselle lämmönsiirtimelle 1 tulevan ilman lämpötila 80 %:n hyötysuhteella on n. +18°C, mikä riittää kuivattamaan ilman, sillä +28°C ja suhteelliselta kosteudeltaan 55 % ilman kastepiste on n. 18°C:ssa, tällöin jäijestety on hyötysuhteeltaan lähes optimaalinen varmistaen raittiin sisäilman saannin. Mikäli tämä ilman kuivaus ei riitä, voidaan jäijestelmään lisätä tavanomainen jäähdytys, jolloin kuivaajana toimiva 15 höyrystin 11 on asennettu tulokanavaan 3 ja lauhdutin 10 poistokanavaan 6. Lauhdutin on voitu asentaa myös lämmittämään esim. vettä. Lämmönsiirtimissä kondensoitunut vesi on ohjattu putkea 9 pitkin viemäriin, erilliseen keräilyastiaan tai esim. uima-altaaseen. Uimahallien kyseessä ollen niissä on paljon lämmintä jätevettä mm. suihkuista. Tätä voidaan hyödyntää absorptiojäähdytyksessä, jolla voidaan korvata tavanomainen jäähdytyskompressori. Kaikki 20 kokeet ovat osoittaneet, että keksinnöllä saavutetaan erittäin korkeat hyötysuhteet, ja : ' ilmankuivaus voi tapahtua pelkästään viileällä ulkoilmalla.The outdoor air coming from the regenerative 2 recuperative heat exchanger 1 is 8115319 such that the outdoor air in the recuperative heat exchanger 1 causes condensation or drying of the indoor air. The outdoor temperature should not exceed the dew point temperature of the indoor air. This arrangement ensures that the humid indoor air condenses and dries. However, the outdoor air temperature in the recuperative heat exchanger 5 must not be so low that the recuperative heat exchanger 1 freezes. If necessary, the correct temperature is achieved in the regenerative heat exchanger 2 by changing its flocculation ratio so that the rotational speed of the rotary device and the length of the warm and cool period of the charge mass of the flow changing device are altered e.g. If the outdoor air temperature is at -10 to 20 ° C in Figure 1 and the indoor air at + 28 ° C, the temperature of the air coming from the regenerative 2 recuperative heat exchanger 1 with 80% efficiency is about + 18 ° C, which is enough to ° C and a relative humidity of 55% air The dew point is approximately 18 ° C, whereby the efficiency of the de-icing is almost optimal, ensuring fresh indoor air supply. If this air drying is not sufficient, conventional cooling may be added to the ice system, whereby the evaporator 11 acting as a dryer 15 is mounted in the inlet duct 3 and the condenser 10 in the outlet duct 6. The condenser may also be installed to heat e.g. In the heat exchangers, condensed water is routed along the pipe 9 to a drain, a separate collection vessel or, for example, a swimming pool. In the case of swimming pools, they have a lot of warm waste water eg. showers. This can be utilized in absorption cooling, which can replace a conventional refrigeration compressor. All 20 experiments have shown that the invention achieves very high efficiencies, and that: "air drying can only be done with cool outdoor air.
' 25 > « , ·! 30'25> «, ·! 30
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002575545A JP2004530093A (en) | 2001-03-19 | 2002-03-14 | Ventilation, dehumidification and heat recovery equipment |
| PCT/FI2002/000204 WO2002077536A1 (en) | 2001-03-19 | 2002-03-14 | Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20010544 | 2001-03-19 | ||
| FI20010544A FI20010544A0 (en) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | Air drying and heat recovery unit |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20020349A0 FI20020349A0 (en) | 2002-02-22 |
| FI20020349A FI20020349A (en) | 2002-09-20 |
| FI115319B true FI115319B (en) | 2005-04-15 |
Family
ID=8560771
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20010544A FI20010544A0 (en) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | Air drying and heat recovery unit |
| FI20020349A FI115319B (en) | 2001-03-19 | 2002-02-22 | Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus in which the outdoor air flow is from a supply duct leading to out door air |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20010544A FI20010544A0 (en) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | Air drying and heat recovery unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (2) | FI20010544A0 (en) |
-
2001
- 2001-03-19 FI FI20010544A patent/FI20010544A0/en unknown
-
2002
- 2002-02-22 FI FI20020349A patent/FI115319B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20020349A (en) | 2002-09-20 |
| FI20010544A0 (en) | 2001-03-19 |
| FI20020349A0 (en) | 2002-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9709285B2 (en) | Methods and systems for liquid desiccant air conditioning system retrofit | |
| US10731876B2 (en) | Methods and systems for mini-split liquid desiccant air conditioning | |
| US10619867B2 (en) | Methods and systems for mini-split liquid desiccant air conditioning | |
| US10619895B1 (en) | Rooftop liquid desiccant systems and methods | |
| RU2458303C2 (en) | Cooling system | |
| US4719761A (en) | Cooling system | |
| US5613372A (en) | Heat pump system dehumidifier with secondary water loop | |
| US20100090356A1 (en) | Liquid desiccant dehumidifier | |
| WO2009043179A1 (en) | Night sky cooling system | |
| CN109595703B (en) | Multistage cold source swimming pool heat pump dehumidifier and working method thereof | |
| CN108195007A (en) | The air-conditioning system of Temperature and Humidity Control and Btu utilization | |
| RU2125209C1 (en) | Device for cooling supply air in air-conditioning plant | |
| FI115319B (en) | Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus in which the outdoor air flow is from a supply duct leading to out door air | |
| KR100728590B1 (en) | Power saving and high performance heat pump vantilation system | |
| ES2230422T3 (en) | PROCEDURE AND SYSTEM FOR INTERNAL AIR TREATMENT. | |
| WO2002077536A1 (en) | Ventilation, dehumidification and heat recovery apparatus | |
| WO2002055939A1 (en) | Air conditioning device | |
| CA3030900C (en) | Dehumidifying and energy recapture system | |
| KR100629347B1 (en) | Pre-cooler for ventilation of air conditioner | |
| Matveev | Ventilation in a buildings with high moisture load |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 115319 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |