FI124862B

FI124862B - Procedure for cooling supply air

Info

Publication number: FI124862B
Application number: FI20085411A
Authority: FI
Inventors: Pekka Mäkinen
Original assignee: Fläkt Woods AB
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2015-02-27
Also published as: RU2009117158A; FI20085411A; NO20091725L; FI20085411A0; NO341901B1; EP2116780A2; RU2491480C2; KR20090116628A; CN101576299A; EP2116780A3

Description

MENETELMÄ TULOILMAN JÄÄHDYTTÄMISEKSI Tämä keksinnön kohteena on menetelmä tuloilman jäähdyttämiseksi rakennuksen jäähdytysjärjestelmässä, jossa menetelmässä jäähdy-tyskompressorilla jäähdytetään jäähdytysvesi pääkiertopiirissä, ja jossa menetelmässä jäähdytyspatteriin otetaan jäähdytysvettä pääkiertopiiristä tuloilman jäähdyttämiseksi, ja jossa menetelmässä huoneyksikköön, kuten jäähdytyspalkkiverkostoon, otetaan jäähdytysvettä pääkiertopiiristä ja sekoitetaan haluttuun lämpötilaan, esimerkiksi n. 15 °C.METHOD FOR SUPPLY AIR COOLING This invention relates to a method for cooling the supply air of the building cooling system, comprising a cooling tyskompressorilla cooled in the cooling water main circuit, and wherein a cooling-coil into the cooling water in the primary circuit inlet for cooling air, and in which method the room unit, such as the chilled beam network, into the cooling water in the primary circuit and mixed to the desired temperature, for example n 15 ° C.

Ilmastoinnin jäähdytys toteutetaan tavanomaisesti käyttäen erillistä vedenjäähdytintä, jonka tehtävänä on tuottaa kylmää vettä jäähdytyksen toteuttamiseen ilmastoinnissa. Ilmanvaihdon tuloilman jäähdytykseen käytetään jäähdytyspatterissa tai vastaavassa tavanomaisesti vettä, jonka lämpötila on 7 °C, ja joka jäähdyttää rakennuksen tuloilmaa, joka voi olla ulkoilmaa, kiertoilmaa tai niiden sekoitusta. Rakennuksissa on tyypillisesti myös tilakohtaisia jäähdytyksiä, kuten esimerkiksi jäähdytyspalkkeja. Palkeissa käytettävän veden lämpötila on suurempi, tyypillisesti noin 15 °C. Kaikki jäähdy-tyskoneen tuottama jäähdytysteho on kuitenkin tuotettava 7 °C lämpötilassa, jolloin 15 °C vesi tuotetaankin sekoittamalla. Tunnetuissa ratkaisuissa, joissa tuloiima sisältää runsaasti kosteutta, joudutaan sitä myös kuivaamaan, jolloin kosteus ei tiivistyisi huonetiloissa oleviin jäähdytyspalkkeihin.The cooling of the air-conditioning is conventionally carried out using a separate water cooler which serves to produce cold water for the purpose of cooling the air-conditioning. The supply air for cooling ventilation is conventionally used in a radiator or similar water, which is at a temperature of 7 ° C and which cools the supply air of the building, which may be outdoor air, recirculated air or a mixture thereof. Buildings also typically have room-specific cooling, such as beams. The temperature of the water used in the beams is higher, typically about 15 ° C. However, all cooling power produced by the cooling machine must be produced at 7 ° C, whereby 15 ° C water is produced by mixing. In known solutions, where the supply line is high in moisture, it also has to be dried so that the moisture does not condense in the cooling beams in the room.

Mikäli jäähdytysteho kyettäisiin tuottamaan korkeammassa lämpötilassa, sillä olisi merkittävä vaikutus jäähdytyskoneen hyötysuhteeseen. Hyötysuhde paranee nopeasti, kun jäähdytysveden lämpötila nousee. Näin ei kuitenkaan tehdä, vaan käytetään lämpötilaltaan 7 °C vettä, koska tällöin saadaan tuloilman jäähdytyspatterista pienempi ja tehokkaampi verrattuna siihen, että käytetään lämpimämpää vettä. Lisäksi 7 °C vesi on riittävän kylmää, jotta sillä saadaan toivottu kuivatusvaikutus tuloilmaan. Kun tuloiima sisältää runsaasti kosteutta, pitää sitä kuivata, jotta kosteus ei tiivisty huonetiloissa oleviin jäähdytyspalkkeihin. Jotta nämä ominaisuudet ja toiminnot saavutettaisiin, tuotetaan vedenjäähdyttimellä tyypillisesti aina 7 °C vettä.If the cooling power could be produced at a higher temperature, it would have a significant effect on the efficiency of the cooling machine. The efficiency improves rapidly as the cooling water temperature rises. However, this is not done, but water with a temperature of 7 ° C is used, since this makes the supply air cooling radiator smaller and more efficient compared to using warmer water. In addition, the water at 7 ° C is cold enough to achieve the desired drying effect on the supply air. When the supply line is high in moisture, it must be dried to prevent moisture from condensing in the cooling beams in the room. To achieve these features and functions, a water cooler is typically provided with water up to 7 ° C.

Olemassa olevissa järjestelmissä jäähdytysjärjestelmän kokonaisteho mitoitetaan siis siten, että kaiken aikaa tapahtuu tuloilman kuivatus. Tämä ei ole kokonaishyötysuhteen kannalta edullista.In existing systems, the total efficiency of the cooling system is thus dimensioned so that the supply air is dried all the time. This is not advantageous in terms of overall efficiency.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä jäähdytystehon tuottamiseksi aiempaa taloudellisemmin ja paremmalla hyötysuhteella. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että käyttötilanteessa pääkiertopiirin jäähdytysvesi jäähdytetään yli 7 °C lämpötilaan, edullisesti n. 12 °C lämpötilaan, ja että poikkeustilanteessa, kuten tuloilman ollessa kosteaa, nostetaan huoneyksikön, kuten jäähdytyspaikkiverkoston, lämpötilaa korkeammaksi kondens-sin estämiseksi ja samalla pääkiertopiirin veden lämpötila lasketaan alemmaksi.It is an object of the invention to provide a method for providing cooling efficiency in a more economical and efficient manner. The process according to the invention is characterized in that, in use, the cooling water of the main circulation circuit is cooled to a temperature above 7 ° C, preferably to about 12 ° C, and in an emergency such as humid the water temperature is lowered.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle toteutusmuodolle on tunnusomaista se, että mainitussa poikkeustilanteessa huoneyksikön, kuten jäähdytyspaikkiverkoston, vapautunut lämpöteho käytetään tuloilman kuivaamiseen.An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that, in said exceptional situation, the released thermal power of a room unit, such as a cooling network, is used for drying the supply air.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle toiselle edulliselle toteutus-muodolle on tunnusomaista se, että mainitussa poikkeustilanteessa huoneyksikön, kuten jäähdytyspalkkiverokoston lämpötila nostetaan esimerkiksi n. 17 °C:een.Another advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that, in said exceptional situation, the temperature of a room unit such as a chilled beam network is raised, for example, to about 17 ° C.

Vielä eräälle keksinnön mukaisen menetelmän edulliselle toteutus-muodolle on tunnusomaista se, että kun jäähdytyskompressorin maksimijäähdytysteho on tietty rajallinen, siirretään huoneyksiköstä, kuten jäähdytyspalkkiverkostosta, vapautuvaa jäähdytystehoa tulo-ilman jäähdyttämiseen, jolloin koko ajan saadaan rakennukseen riittävä jäähdytysteho.Another preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that when the maximum cooling capacity of the cooling compressor is limited, the cooling capacity released from a room unit, such as a grid beam network, is shifted to cooling the supply air.

Keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaadaan useita etuja tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna. Jäähdytysteho tuotetaan korkeammassa lämpötilassa suurimman osan käyttöaikaa. Vain silloin kun on tarvetta tuloilman kuivaamiseen, käytetään matalampaa veden lämpötilaa. Tällöin vedenjäähdytintä käytetään vain hetkellisesti huonommalla hyötysuhteella. Tällöin siis jäähdytysjärjestelmän kokonaistehoa ei tarvitse mitoittaa sen mukaan, että koko ajan tapahtuu tuloilman kuivausta. Kokonaistehon mitoitus tapahtuu ilman kuivausta ja vasta sitten, kun huoneyksiköstä, kuten jäähdytyspalk-kipiiristä, vapautuu tehoa, siirretään vapautunut teho tuloilman lisäjäähdyttämiseen tai kuivaamiseen.The method according to the invention provides several advantages over known solutions. Cooling power is produced at higher temperatures for most of the operating time. Only when there is a need to dry the supply air, a lower water temperature is used. In this case, the water cooler is operated only momentarily at a lower efficiency. Thus, the total power of the cooling system need not be dimensioned according to the continuous drying of the supply air. Total power is measured without drying and only when power is released from a room unit, such as a chilled beam circuit, is the power released transferred to additional cooling or drying of the supply air.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin edullisen toteutusmuotoesimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaisen menetelmän piirikaaviona.In the following, the invention will be explained in more detail by way of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing, which illustrates the method of the invention in a circuit diagram.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä jäähdytyskompressori 1 (vedenjäähdytin) tuottaa jäähdytysveden pääkiertopiiriin 2 lämpötilassa 12 °C Tuloilman jäähdytyspatteri 3 ottaa venttiilin 5 kautta jäähdytysvettä pääkiertopiiristä 2 ja jäähdyttää tuloilman haluttuun lämpötilaan.In the method according to the invention, the cooling compressor 1 (water cooler) produces cooling water to the main circulation circuit 2 at a temperature of 12 ° C. The supply air cooling coil 3 draws cooling water from the main circulation circuit 2 via valve 5

Huoneyksikkö, kuten jäähdytyspalkkiverkosto 4, ottaa venttiilin 6 kautta jäähdytysvettä pääkiertopiiristä 2 ja sekoittaa sen tyypillisesti lämpötilaan 15 °C. Normaalissa käyttötilanteessa 12 °C vesi ei poista tuloilmasta kosteutta (ei tapahdu kuivausta). Veden poistaminen ilmasta (kuivaaminen) kuluttaa paljon energiaa. Koska kuivausta ei tapahdu, on 12 °C vedenjäähdyttimen käyttämä sähköenergia pienempi. On siis energiatalouden kannalta edullista mitoittaa järjestelmä siten, että käytetään niin lämmintä vettä, että kuivausta ei tapahdu, esimerkiksi 12 °C. Ilmastoinnin jäähdytykseen kuluva sähköenergia on tällöin merkittävästi pienempi.A room unit, such as a cooling beam network 4, draws cooling water from the main circulation circuit 2 via valve 6 and mixes it typically to a temperature of 15 ° C. Under normal operating conditions at 12 ° C, water does not remove moisture from the supply air (no drying occurs). Removing water from the air (drying) consumes a lot of energy. Since no drying occurs, the electric energy used by the 12 ° C water cooler is reduced. It is thus advantageous for the energy economy to dimension the system by using water so warm that no drying occurs, for example 12 ° C. The electrical energy used to cool the air conditioning is then significantly reduced.

Muutamana päivänä vuodessa ulkoilman kosteus on poikkeuksellisen korkea. Tällöin on olemassa vaara, että huoneyksiköiden, kuten jäähdytyspalkkien 4 pintaan tiivistyy kosteutta ja palkit alkavat tiputtaa vettä. Tämän estämiseksi ilmastointijärjestelmässä tyypillisesti tuloilmaa kuivataan jonkin verran. Lisäksi jäähdytyspalkkien vesipiirissä on järjestelmä, joka korottaa palkkipiirin veden lämpötilaa, jos kuivaamisesta huolimatta vettä tiivistyy putken pinnalle. Kun veden lämpötila on korkeampi, esimerkiksi 17 °C, normaalin 15 °C sijasta, estyy veden tiivistyminen.Some days of the year, the humidity in the open air is exceptionally high. There is a risk that moisture may condense on the surface of the room units, such as the cooling beams 4, and the beams will begin to drip water. To prevent this, the supply air is typically dried to some extent. In addition, the cooling beams water circuit has a system that raises the water temperature of the beams circuit if, despite drying, water condenses on the pipe surface. When the water temperature is higher, for example 17 ° C instead of the normal 15 ° C, water condensation is prevented.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä jäähdytysteho siis tuotetaan korkeamassa lämpötilassa suurimman osan käyttöaikaa. Vain silloin kun on tarvetta tuloilman kuivaamiseen, käytetään matalampaa veden lämpötilaa. Tällöin vedenjäähdytintä käytetään vain hetkellisesti huonommalla hyötysuhteella.Thus, in the process of the invention, the cooling power is provided at high temperature for most of the operating time. Only when there is a need to dry the supply air, a lower water temperature is used. In this case, the water cooler is operated only momentarily at a lower efficiency.

Vedenjäähdyttimen maksimiteho voidaan mitoittaa siten, että se riittää tuloilman jäähdyttämiseen ja huonelaitteiden jäähdyttämiseen, mutta ei sen lisäksi tuloilman kuivaamiseen. Kun tuloilma sisältää niin paljon kosteutta, että huoneyksikön, kuten jäähdytyspalkkiverkoston, veden lämpötilaa joudutaan korottamaan kondenssin estämiseksi, esimerkiksi 15 °C:sta 17 °C:een, vähenee samalla jäähdytyspalkkien jäähdytysteho. Tällöin osa vedenjäähdyttimen maksimitehosta jää käyttämättä ja rakennukseen tuotava jäähdytysteho pienenee. Tämä vapautunut jäähdytysteho siirretään tuloilman jäähdyttämiseen siten, että madalletaan veden lämpötilaa esimerkiksi 12 °C:sta 7 °C:een. Matalammassa veden lämpötilassa tuloilman jäähdytyspatterin teho kasvaa ja korvaa palkkipiirin pienentyneen tehon.The maximum capacity of the water cooler can be dimensioned so that it is sufficient to cool the supply air and cool the room equipment, but not additionally to dry the supply air. When the supply air contains so much moisture that the temperature of the water in a room unit, such as a grid of beams, has to be raised to prevent condensation, for example from 15 ° C to 17 ° C, the cooling power of the beams is reduced. In this case, part of the maximum capacity of the water cooler is left unused and the cooling capacity brought into the building is reduced. This released cooling power is transferred to the supply air cooling by lowering the water temperature, for example, from 12 ° C to 7 ° C. At lower water temperatures, the power of the supply air radiator increases and replaces the reduced power of the beam circuit.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoittunut ainoastaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. On ymmärrettävä, että piirustuksessa esitetty kaavio ja sen esittämät toimilaitteet ovat esimerkkejä, eivätkä rajoita keksintöä. Keksinnön kohteena on menetelmä ja sen puitteissa laitteisto on toteutettavissa monella eri tavalla.It will be apparent to one skilled in the art that the invention is not limited to the examples set forth above, but that it may be varied within the scope of the appended claims. It is to be understood that the diagram and actuators shown in the drawing are exemplary and do not limit the invention. The invention relates to a method and within this framework the apparatus can be implemented in many different ways.

Claims

A method for cooling the supply air in a building cooling system, the method comprising cooling a cooling compressor (1) with cooling water in the main circulation circuit (2), and a method for receiving cooling water from the main circulation ), the cooling water is taken from the main circulation circuit (2) and mixed to the desired temperature, for example about 15 ° C, characterized in that the cooling water of the main circulation circuit (2) is cooled to above 7 ° C, preferably to about 12 ° C when the supply air is moist, the temperature of the room unit, such as the cooling beam network (4), is raised to prevent condensation, while lowering the water temperature of the main circulation circuit (2).

Method according to Claim 1, characterized in that, in said exceptional situation, the released thermal power of a room unit, such as a cooling beam network (4), is used to further cool and dry the supply air.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that, in said exceptional situation, the temperature of a room unit, such as a chilled beam network (4), is increased, for example, to about 17 ° C.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that, when the maximum cooling capacity of the cooling compressor (1) is limited, the cooling capacity released from a room unit, such as a cooling beam network (4), is transferred to cooling the supply air. cooling capacity.