FI127388B - Säätöyksikkö ja lämmönsäätöjärjestelmä - Google Patents

Abstract

Rakennuksen säätöyksikkö, joka käsittää painelinjan, paluulinjan ja imulinjan; ainakin yhden pumpun, jolla lämmönsiirtonesteen virtaus säätöyksikössä saadaan aikaan imulinjasta painelinjan kautta paluulinjaan; ainakin yhden termisen energian tuottoyksikön, jolla lämmönsiirtonesteen lämpötilaa tarvittaessa kontrolloidaan termisen energian avulla; liitosyhteet ainakin kahden ilma-neste lämmönsiirtimen kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön kanssa ilmavirran lämpötilan säätämiseksi lämmönsiirtonesteen lämpötilan avulla tai päinvastoin lämmönsiirtonesteen lämpötilan säätämiseksi ilmavirran lämpötilan avulla. Edelleen säätöyksikkö käsittää venttiilijärjestelyn ilma-neste lämmönsiirtimien kytkemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen virtauksen suhteen vaihtoehtoisesti sarjatai rinnankytkentään.

Description

SÄÄTÖYKSIKKÖ JA LÄMMÖNSÄÄTÖJÄRJESTELMÄ

ALA

Keksintö liittyy yleisesti rakennusten ja rakennuksissa olevien tilojen ilmanvaihtoon, ilmastointiin ja lämmön talteenottoon. Erityisesti keksintö liittyy säätöyksikköön ja lämmönsiirtojärjestelmään, jotka hyödyntävät ilma-neste lämmönsiirtimiä lämmönsiirros10 sa.

TAUSTA

Ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmissä on yleistä, 15 että rakennuksesta poistettavasta poistoilmasta otetaan lämpöä talteen ja tällä talteenotetulla lämmöllä lämmitetään rakennukseen ulkoa johdettavaa tuloilmaa.

Lämmön talteenotossa käytetään yleisesti ilma-ilma tai ilma-neste lämmönsiirtimiä.

Nestekiertoisessa epäsuorassa lämmön talteenottojärjestelmässä käytetään rekuperatiivisia lämmönsiirtimiä, joilla otetaan talteen poistoilman sisältämää lämpöenergiaa, joka siirretään liuosputkiston avulla tulopuolen lämmönsiirtimeen, missä lämpö luovutetaan tuloilmaan. Poistoilman lämmöstä saadaan yleensä talteen 40 - 60 %. Lämmönsiirtimen aiheuttamat painehäviöt ovat tyypillisesti ilmapuolella 100 - 300 Pa ja nestepuolella 50 - 150 kPa mitoituksesta riippuen.

Lämmönsiirtonesteenä käytetään veden ja jonkin veden jäätymistä estävän aineen seosta, perinteisesti vesiglykoliseoksia sopivassa liuosvahvuudessa. Muitakin jäätymistä estäviä aineita voidaan käyttää.

Nykyiset säätöyksiköt, joita käytetään lämmönsiirrossa, eivät toimi optimaalisesti laajalla nestevirtaamaalueella, vaan tilanteesta ja tapauksesta riippuen vas2

20155240 prh 28 -04- 2016 taan voivat tulla lämmönsiirtimen nestepuolella liian suuret painehäviöt ja eroosiokorroosio tai nesteen laminaarinen nopeus. Nykyisten systeemien energiatehokkuutta ei siten ole saatu kovin hyväksi. Nykyisiä järjestelmiä ei ole suunniteltu kovinkaan joustaviksi ja niissä ei välttämättä ole otettu huomioon eri sovelluskohteiden vaatimia tarpeita.

YHTEENVETO

Vähintään yhden seuraavana esitetyn esimerkin tarkoituksena on poistaa tai ainakin lievittää edellä mainittuja epäkohtia ja ongelmia sekä esittää keinot sekä ratkaisut tämän aikaansaamiseksi

Eräässä säätöyksikön sovelluksessa on esitetty rakennuksen säätöyksikkö, joka käsittää painelinjan, paluulinjan ja imulinjan; ainakin yhden pumpun, jolla lämmönsiirtonesteen virtaus säätöyksikössä saadaan aikaan imulinjasta painelinjan kautta paluulinjaan; ainakin yhden termisen energian tuottoyksikön, jolla lämmönsiirtonesteen lämpötilaa tarvittaessa kontrolloidaan termisen energian avulla; liitosyhteet ainakin kahden ilma-neste lämmönsiirtimen kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön kanssa ilmavirran lämpötilan säätämiseksi lämmönsiirtonesteen lämpötilan avulla tai päinvastoin lämmönsiirtonesteen lämpötilan säätämiseksi ilmavirran lämpötilan avulla. Edelleen säätöyksikkö käsittää venttiilijärjestelyn ilma-neste lämmönsiirtimien kyt30 kemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen virtauksen suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään. Säätöyksikkö käsittää lisäksi ensimmäisen liitännän ja toisen liitännän, missä ensimmäinen liitäntä on kytketty nesteyhteyteen imulinjan kanssa ja toinen lii35 täntä on kytketty nesteyhteyteen paluulinjan kanssa. Lisäksi säätöyksikkö käsittää imuventtiilin, joka on kytketty nesteyhteyteen ensimmäiseen liitäntään, pa3

20155240 prh 28 -04- 2016 luulinjaan ja imulinjaan siten, että jäähdytyskaudella nesteyhteys on sallittu vain paluulinjasta imulinjaan ja lämmityskaudella nesteyhteys on sallittu vain ensimmäisestä liitännästä imulinjaan. Lämmönsiirtones5 teen lämpötilan kontrolloimisella termisen energian avulla tarkoitetaan sitä, että lämmönsiirtonesteeseen tuodaan lämpöä termisen energian tuottoyksiköstä tai lämmönsiirtonesteestä johtuu pois lämpöä termisen energian tuottoyksikköön, kun termisen energian tuot10 toyksikkö tuottaa kylmää. Sarjakytkentä virtauksen suhteen tarkoittaa, että virtaus on johdettavissa molempien ilmaneste lämmönsiirtimien läpi. Rinnankytkentä virtauksen suhteen tarkoittaa, että virtauksen osavirtauksista ensimmäinen osavirtaus on johdettavissa ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen läpi ja toinen osavirtaus on johdettavissa toisen ilma-neste lämmönsiirtimen läpi.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikkö kä20 sittää ensimmäisen liitännän ja toisen liitännän ainakin kahden poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimen kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön kanssa lämmönsiirtonesteen lämpötilan säätämiseksi ilmavirran avulla.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa imuventtiili käsittää pallon L-porauksella. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa imuventtiili käsittää 3/2-venttiilin. 3/2-ventiilillä tarkoitetaan, että venttiilissä on 3 liitäntää ja 2 eri toiminta-asentoa.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikkö käsittää toisen venttiilijärjestelyn poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimien kytkemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen virtauksen suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään.

20155240 prh 28 -04- 2016

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa liitosyhteet käsittävät ainakin ensimmäisen liitosyhteen, toisen liitosyhteen, kolmannen liitosyhteen ja neljännen liitosyhteen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa lii5 tosyhteet käsittävät vähintään yhden kierreliitoksen ja/tai laippaliitoksen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa liitosyhteet on järjestetty yhdyslohkoon. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa liitosyhteet muodostavat yhdyslohkon. Eräässä säätöyksikön suori10 tusmuodossa liitosyhteet on järjestetty metallilohkoon porauksilla.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa venttiilijärjestely käsittää nelitieventtiilin. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa nelitieventtiili käsittää 4/2venttiilin. 4/2-venttiilillä tarkoitetaan, että venttiilissä on 4 liitäntää ja kaksi eri toiminta-asentoa.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa venttiilijärjes20 tely käsittää ainakin kaksi venttiiliä, jotka käsittävät ainakin ensimmäisen kaksitieventtiin, johon kuuluu ensimmäisen tuloliitäntä ja ensimmäinen poistoliitäntä, ja ensimmäisen kolmitieventtiilin, johon kuuluu toinen tuloliitäntä, toinen poistoliitäntä ja kolmas poistoliitäntä.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa sarjakytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili on kiinni ja toinen poistoliitäntä on järjestetty nesteyhteyteen toisen tuloliitännän ja toisen liitosyhteen kanssa, jolloin virtaus on johdettavissa toisesta liitosyhteestä ensimmäisen kolmitieventtiilin läpi kolmanteen liitosyhteeseen.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa rinnankytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili on auki ja kolmas poistoliitäntä on järjestetty nesteyhteyteen toisen

20155240 prh 28 -04- 2016 tuloliitännän ja toisen liitosyhteen kanssa, jolloin virtauksen osavirtaukset ovat johdettavissa siten, että ensimmäinen osavirtaus johdetaan toisesta liitosyhteestä ensimmäisen kolmitieventtiilin läpi paluulin5 jaan ja painelinjasta tuleva toinen osavirtaus johdetaan ensimmäisestä tuloliitännästä ensimmäisen kaksitieventtiilin läpi kolmanteen liitosyhteeseen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ensimmäinen kolmitieventtiili käsittää palloventtiilin, jossa on pallo

L-porauksella. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ensimmäinen kolmitieventtiili käsittää 3/2-venttiilin.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa venttiilijärjestely käsittää toisen kaksitieventtiin, kolmannen kak15 sitieventtiin ja neljännen kaksitieventtiin. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa sarjakytkennässä toinen kaksitieventtiili ja kolmas kaksitieventtiili ovat kiinni ja neljäs kaksitieventtiili on auki, jolloin virtaus on johdettavissa neljännen kaksitieventtiilin läpi toisesta liitosyhteestä kolmanteen liitosyhteeseen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa rinnankytkennässä toinen kaksitieventtiili ja kolmas kaksitieventtiili ovat auki ja neljäs kaksitieventtiili on kiinni. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa rinnan25 kytkennässä virtauksen osavirtaukset ovat johdettavissa siten, että ensimmäinen osavirtaus johdetaan toisesta liitosyhteestä kolmannen kaksitieventtiilin läpi paluulinjaan ja toinen osavirtaus johdetaan painelinjasta toisen kaksitieventtiilin läpi kolmanteen lii30 tosyhteeseen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa rinnankytkennässä toinen kaksitieventtiili ja kolmas kaksitieventtiili ovat auki ja neljäs kaksitieventtiili on kiinni, jolloin virtauksen osavirtaukset ovat johdettavissa venttiilijärjestelyllä siten, että pai35 nelinjasta ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen kautta tuleva ensimmäinen osavirtaus johdetaan toisesta liitosyhteestä kolmannen kaksitieventtiilin läpi

20155240 prh 28 -04- 2016 paluulinjaan ja painelinjasta tuleva toinen osavirtaus johdetaan toisen kaksitieventtiilin läpi kolmanteen liitosyhteeseen.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikkö käsittää ohitusventtiilin virtauksen ainakin osittaiseksi ohjaamiseksi painelinjasta paluulinjaan. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ohitusventtiili käsittää kolmannen kolmitieventtiilin. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ohitusventtiili käsittää toisen nelitieventtiilin. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ohitusventtiili käsittää palloventtiilin, jossa on pallo L-porauksella. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ohitusventtiili käsittää 3/2-venttiilin. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa ohitusventtiili käsittää 4/2-venttiilin.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikkö käsittää paikallissäätimen ainakin yhden pumpun ja vent20 tiilijärjestelyn ohjaamiseksi. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa paikallissäädin on etäluettava.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikkö käsittää runkorakenteen, joka mahdollistaa säätöyksikön käsittävien komponenttien liikuttelun ja irrotuksen yhtenä kokonaisuutena. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa 2-tieventtilit ovat auki/kiinni-venttiilejä.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa termisen energi30 an tuottoyksikkö käsittää levylämmönvaihtimen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa termisen energian tuottoyksikkö käsittää kierukkalämmönvaihtimen. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa termisen energian tuottoyksikkö käsittää tasaussäiliön. Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa termisen energian tuottoyksikkö käsittää kylmäntuottoyksikön. Eräässä säätöyksikön suo7

20155240 prh 28 -04- 2016 ritusmuodossa termisen energian tuottoyksikkö käsittää lämmöntuottoyksikön.

Eräässä säätöyksikön suoritusmuodossa säätöyksikön oh5 jaus on järjestetty pilvipalvelun välityksellä.

Eräässä ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmän sovelluksessa on esitetty rakennuksen lämmönsäätöjärjestelmä, joka käsittää säätöyksikön ja ainakin kaksi ilma-neste lämmönsiirrintä, joiden läpi virtautetaan ilmaa ja kierrätetään lämmönsiirtonestettä lämmön siirtämiseksi ilma-neste lämmönsiirtimien läpi kulkevasta ilmavirrasta ilma-neste lämmönsiirtimissä kiertävään lämmönsiirtonesteeseen tai päinvastoin lämmönsiirtonesteestä ilmavirtaan, jossa ilma-neste lämmönsiirtimet on kytkettävissä keskenään lämmönsiirtonesteen virtauksen suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään säätöyksikön venttiilijärjestelyn avulla.

Eräässä lämmönsäätöjärjestelmän suoritusmuodossa ilmaneste lämmönsiirtimet on järjestetty niiden läpi virtaavan ilman virtaussuunnassa peräkkäin eli sarjaan. Eräässä lämmönsäätöjärjestelmän suoritusmuodossa ilmaneste lämmönsiirtimet on järjestetty niiden läpi vir25 taavan ilmavirran virtaussuunnassa vierekkäin eli rinnan. Eräässä ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmän suoritusmuodossa ilman-neste lämmönsiirtimet käsittävät ainakin yhden neulalämmönsiirtimen.

Lämmönsäätöyksikön ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmän yllä esitetyt eri sovellusmuodot tuovat tärkeitä etuja tunnettuihin ratkaisuihin nähden. Yksi tärkeä etu on se, että samaa ilma-neste lämmönsiirrintä voidaan käyttää eri käyttötarkoituksiin soveltuvalla laa35 jalla nestevirtaama-alueella, ilman että ilma-neste lämmönsiirtimessä muodostuu nestepuolella liian suuri painehäviö tai että nestepuolella tulee vastaa

20155240 prh 28 -04- 2016 eroosiokorroosiota tai laminaarista nesteen nopeutta. Näillä toimenpiteillä parannetaan ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmän energiatehokkuutta. Ilma-neste lämmönsiirtimen ominaisuuksia voidaan muuttaa käyttötar5 koltuksensa mukaisesti. Esimerkkeinä voidaan mainita suuri jäähtymä nesteessä pienellä nestevirtaamalla ilmanvaihdon epäsuorissa rekuperatiivisissa lämmön talteenottojärjestelmissä ja toisaalta ilma-neste lämmönsiirtimen alhainen ja mahdollisimman tasainen pinta10 lämpötila, eli suuri nestevirtaama alhaisella nestevastuksella ja pienellä nesteen lämpötilaerolla esim. ilman kuivauksessa eli kondensoivissa jäähdytysprosesseissa, joissa ilmasta halutaan poistaa kosteutta. Samaa ilma-neste lämmönsiirrintä voidaan käyttää opti15 maalisesti esim. talviaikaisessa lämmön talteenotossa ja kesäaikaisessa viilennyksessä, lauhdelämmön talteenotossa ja lämmityksessä jne.

Nestekiertoinen lämmön talteenottojärjestelmä on hyvin joustava, sillä ilma-neste lämmönsiirtimet voidaan sijoittaa toisiinsa nähden keskitetysti samaan konehuoneeseen tai hajautetusti eri puolille rakennusta. Lämmön talteenoton toteuttaminen hajautetusti säästää tilaa ja helpottaa suunnittelua, kun tulo- ja poisto25 kanavia ei tarvitse tuoda samaan konehuoneeseen eikä järjestelmä aiheuta paloteknisiä rajoituksia. Tulo- ja poistoilmakoneiden lukumäärä voidaan valita vapaasti, koska nestekiertoisella lämmön talteenottojärjestelmällä voidaan siirtää talteen otettua lämpöenergiaa rakennuksen osasta toiseen joustavasti ilmanvaihtokoneen avulla. Lisäksi järjestelmä mahdollistaa talteen otetun lämmön varastoinnin ja optimaalisen jakelun eri käyttökohteiden välillä.

Nestekiertoisessa lämmön talteenottojärjestelmässä epäpuhtaudet eivät siirry poistoilmasta tuloilmaan ja myös tulo- ja poistokanavien välisiltä ilmavuodoilta

20155240 prh 28 -04- 2016 vältytään. Tuloilmakanavassa olevaa ilma-neste lämmönsiirrintä voidaan kesällä käyttää jäähdytyspatterina ja poistopuolen ilma-neste lämmönsiirrintä nestejäähdytyskoneen liuoslauhduttimena.

Säätöyksikköön liitettyä ilma-neste lämmönsiirrintä voidaan soveltaa sekä pienen että suuren nestevirtaaman käyttötilanteisiin. Pientä nestevirtaamaa käytetään esim. järjestelmässä, jossa halutaan nesteeseen suuri lämpötilaero, kun taas suurta nestevirtaamaa käytetään tilanteissa, joissa halutaan pieni lämpötilaero tai esim. ilma-neste lämmönsiirtimen pintalämpötila tasaiseksi .

Venttiilijärjestelyn käyttäminen tuo ilmanvaihdon lämmönsiirto j ärj estelmään joustavuutta, jolla saadaan aikaan olemassa oleviin ratkaisuihin nähden parannus erityisesti lämmönsiirron tehokkuuden ja monipuolisuuden suhteen. Eräässä esimerkissä venttiilijärjestelys20 sä käytetään auki/kiinni venttiilejä, jotka ovat edullisia ja helposti ohjattavissa.

Eräässä suoritusmuodossa säätöyksikkö on varustettu runkorakenteella, jolloin säätöyksikköä voidaan liiku25 telia ja se voidaan tarvittaessa irrottaa yhtenä kokonaisuutena esimerkiksi huoltoa varten. Kun säätöyksikön komponentit on järjestetty yhdeksi kokonaisuudeksi, voidaan vähentää virheitä työmaalla. Esimerkiksi jos säätöyksikkö on koeponnistettu jo valmistuspaikas30 saan, siinä on todennäköisesti vähemmän vuotavia kohtia, mitä laitteessa, joka on valmistettu käyttökohteessa paikan päällä. Näin voidaan varmistaa eri kohteisiin menevissä toimituksissa sama laatu putkistoasennusten osalta. Komponentit on täten oikein mitoi35 tetut, valitut ja asennetut, kun työ tehdään huolellisesti valmistuspaikassa ammattilaisten toimesta. Esimerkiksi venttiilit ja pumput ovat oikeilla suojaetäi10

20155240 prh 28 -04- 2016 syyksillä. Edellä olevilla toimenpiteillä saavutetaan ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmän nopeampi asennusaika työmaalla, jolloin pienennetään työmaalla syntyvää työkustannusta esimerkiksi kasaustyötä, hitsaus5 työtä ja putkistotyötä.

Eräässä esimerkissä lämmönsäätöyksikkö on varustettu paikallissäätimellä, jolla on mahdollisuus etäseurata kyseistä järjestelmää. Tämä helpotta esimerkiksi vika10 tilanteiden seurantaa ja samalla voidaan valvoa järjestelmän toimintaa ja sen toimintaparametreja. On myös mahdollista ohjata säätöyksikköä etäyhteydellä paikallissäätimen välityksellä, jolloin käyttöpaikalle ei välttämättä tarvitse matkustaa, mikä tekee säätöyk15 siköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä käyttäjäystävällisemmän sekä parantaa sen toimintavarmuutta .

Tässä kuvatun keksinnön suoritusmuotoja voidaan käyt20 tää minä tahansa yhdistelmänä toistensa kanssa. Useita tai vähintään kaksi suoritusmuodoista voidaan yhdistää keskenään keksinnön toisen suoritusmuodon aikaansaamiseksi. Menetelmä tai laite, jota keksintö koskee, voi käsittää vähintään yhden edellä kuvatuista keksinnön suoritusmuodoista.

Tulee ymmärtää, että mitä tahansa edellä olevista suoritusmuodoista tai muunnelmista voidaan soveltaa yksinään tai yhdistelmänä vastaaviin kohteisiin, joita ne koskevat, ellei niiden ole erikseen ilmoitettu olevan toisensa poissulkevia vaihtoehtoja.

KUVIOLUETTELO

Oheiset kuviot, jotka on sisällytetty antamaan lisäymmärrystä keksinnöstä ja jotka muodostavat osan tästä spesifikaatiosta, kuvaavat keksinnön eri suoritusmuo11

20155240 prh 28 -04- 2016 toja ja yhdessä selityksen kanssa auttavat ymmärtämään keksinnön periaatteet. Kuvioissa:

Kuvio IA esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst5 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä sarj akytkennässä.

Kuvio IB esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst10 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä rinnankytkennässä.

Kuvio 2A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst15 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä sarj akytkennässä.

Kuvio 2B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta kolmitieventtiilistä.

Kuvio 2C esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä rinnankytkennässä.

Kuvio 2D esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta kolmitieventtiilistä.

Kuvio 3A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä sarj akytkennässä.

Kuvio 3B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta nelitieventtiilistä.

20155240 prh 28 -04- 2016

Kuvio 3C esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä rinnankytkennässä.

Kuvio 3D esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta nelitieventtiilistä.

Kuvio 4A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst10 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä sarj akytkennässä.

Kuvio 4B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisen imuventtiilin pallosta.

Kuvio 4C esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta ohitusventtiilin pallosta.

Kuvio 5 esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä rinnankytkennässä.

Kuvio 6 esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä sarj akytkennässä.

Kuvio 7 esittää kaaviomaisesti lämmönsäätöjärjestelmän ilma-neste lämmönsiirtimien rinnankytkennän ilmavirran suhteen.

SUORITUSMUOTOJEN SELOSTUS

20155240 prh 28 -04- 2016

Viittaus tehdään nyt yksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotoihin, jotka on esitetty oheisissa kuvioissa.

Kuvio IA esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5a ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26a sarjakytkennässä. Kuvion 1 mukainen rakennuksen säätöyksikkö 5a käsittää painelinjan P, paluu10 linjan R ja imulinjan S. Säätöyksikkö 5a käsittää ainakin yhden pumpun 3, jolla lämmönsiirtonesteen N virtaus m säätöyksikössä 5a saadaan aikaan imulinjasta S painelinjan P kautta paluulinjaan R pumpun 3 pumppaamana. Lämmönsiirtonesteenä N voidaan käyttää esimer15 kiksi vesi-glykoliseoksia sopivassa liuosvahvuudessa. Säätöyksikkö 5a käsittää ainakin yhden termisen energian tuottoyksikön 4, kuten levylämmönvaihtimen, jolla lämmönsiirtonesteen N lämpötilaa kontrolloidaan termisen energian avulla. Säätöyksikkö 5a käsittää lii20 tosyhteet 8, 9, 10, 11 ainakin kahden ilma-neste lämmönsiirtimen 1, 2 kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön 5a kanssa ilmavirran Fin, Fout lämpötilan säätämiseksi lämmönsiirtonesteen N lämpötilan avulla tai päinvastoin lämmönsiirtonesteen N lämpötilan säätämi25 seksi ilmavirran Fin, Fout lämpötilan avulla. Edelleen säätöyksikkö käsittää venttiilijärjestelyn 6 ilmaneste lämmönsiirtimien 1, 2 kytkemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen N virtauksen m suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään.

Termisen energian tuottoyksikkö 4 voi olla levylämmönvaihtimen lisäksi esimerkiksi kierukkalämmönvaihdin, tasaussäiliö tai kylmäainenestevaihdin. Termisen energian tuottoyksiköllä 4 lämmönsiirtonesteestä N viedään pois lämpöä eli tuotetaan jäähdytystä tai sillä tuodaan lämmönsiirtonesteeseen N lämpöä eli tuotetaan lämmitystä. Kuviossa 1 ilma-neste lämmönsiirtimet 1, 2

20155240 prh 28 -04- 2016 on kytketty sarjakytkentään virtauksen m suhteen venttiili j ärj estelyn 6 kaksitieventtiilien 6a, 6b, 6c avulla, jolloin virtaus m on johdettavissa molempien ilma-neste lämmönsiirtimien 1, 2 läpi. Kuviossa IA tu5 leva ilmavirta Fin johdetaan ensimmäiselle ilma-neste lämmönsiirtimelle 1 ja poistuva ilmavirta Fout poistetaan toisesta ilma-neste lämmönsiirtimestä 2. Ensimmäinen ilmansiirtolaite 28 voidaan järjestää esimerkiksi ennen ensimmäistä ilma-neste lämmönsiirrintä 1.

Ensimmäinen ilmansiirtolaite 28 voi käsittää esimerkiksi tuloilmapuhallin.

Liitosyhteet 8, 9, 10, 11 käsittävät ainakin ensimmäisen liitosyhteen 8, toisen liitosyhteen 9, kolmannen liitosyhteen 10 ja neljännen liitosyhteen 11. Ilmaneste lämmönsiirtimet 1, 2 voidaan kytkeä nesteyhteyteen säätöyksikön 5a kanssa liitosyhteiden 8, 9, 10, välityksellä. Liitosyhteet 8, 9, 10, 11 voivat olla esimerkiksi kierreliitoksia, putkiyhteitä tai laippo20 ja. Kuvion IA lämmönsiirtoyksikkö 5a on kytkettävissä ensimmäiseen ilma-neste lämmönsiirtimeen 1 liitosyhteiden 9 ja 8 avulla ja vastaavasti toiseen ilma-neste lämmönsiirtimeen 2 liitosyhteiden 10 ja 11 avulla. Ensimmäinen liitosyhde 8 on liitetty painelinjaan P sekä on kytkettävissä ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 1 tuloputkeen 40. Toinen liitosyhde 9 on liitetty venttiilijärjestelyn 6 ensimmäiseen tulolinjaan 44 sekä on kytkettävissä ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 2 poistoputkeen 41. Kolmas liitosyhde 10 on lii30 tetty venttiilijärjestelyn 6 ensimmäiseen poistolinjaan 46 ja on kytkettävissä toisen ilma-neste lämmönsiirtimen 2 tuloputkeen 42. Neljäs liitosyhde 11 on liitetty paluulinjaan R sekä on kytkettävissä toisen ilma-neste lämmönsiirtimen poistoputkeen 43.

Venttiilijärjestely 6 käsittää toisen kaksitieventtiin 6a, kolmannen kaksitieventtiin 6b ja neljännen kaksi15

20155240 prh 28 -04- 2016 tieventtiin 6c. Sarjakytkennässä toinen kaksitieventtiili 6a ja kolmas kaksitieventtiili 6b ovat kiinni ja neljäs kaksitieventtiili 6c on auki, jolloin virtaus m tulee painelinjata P ensimmäiseen liitosyhteeseen 8 ja edelleen siihen kytketyn ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 1 kautta toiseen liitosyhteeseen 9, jolloin virtaus m voidaan venttiilijärjestelyllä 6 johtaa neljännen kaksitieventtiilin 6c läpi toisesta liitosyhteestä 9 kolmanteen liitosyhteeseen 10. Näin vir10 taus voidaan johtaa ensimmäiseltä ilma-neste lämmönsiirtimeltä 1 toiselle ilma-neste lämmönsiirtimelle 2 venttiilijärjestelyn 6 avulla.

Kuvion IA mukaisen venttiilijärjestelyn 6 kytkentä on ns. pienen nestevirtaaman käyttötilanne, jossa ilmaneste lämmönsiirtimien 1, 2 halutaan siirtävän lämmitys- tai jäähdytysenergiaa suurella nesteen lämpötilaerolla. Tällaista ilma-nestelämmönsiirtimien 1, 2 kytkentää käytetään esim. korkealla lämpötilatasolla toi20 mivissa lämmitysprosesseissa, joissa lämmönlähteenä voi olla esim. kaukolämpö tai öljy- tai kaasukattila. Kytkentä on erityisen sovelias järjestelmiin, joissa halutaan suuri lämpötilaero nesteeseen. Tällaisia ovat esim. ilmanvaihdon epäsuorat lämmön talteenottoproses25 sit, muut ilmaisenergioita hyödyntävät järjestelmät ja kaukokylmää energian lähteenä käyttävät viilennysjärjestelmät. Yleensäkin tällaista kytkentää käytetään tilanteissa, joissa nestevirtaama halutaan minimoida.

Kuvio IB esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5a ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26a rinnankytkennässä. Rinnankytkennässä toinen kaksitieventtiili 6a ja kolmas kaksitieventtiili 6b ovat auki ja neljäs kaksitieventtiili 6c on kiinni. Rinnankytkennässä virtauksen m osavirtaukset ml, m2 ovat johdettavissa venttiilijärjestelyllä 6 siten, et16

20155240 prh 28 -04- 2016 tä painelinjasta P ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 1 kautta tuleva ensimmäinen osavirtaus ml johdetaan toisesta liitosyhteestä 9 kolmannen kaksitieventtiilin 6b läpi paluulinjaan R venttiilijärjestelyn 6 toisen poistolinjan 47 kautta ja toinen osavirtaus m2 johdetaan painelinjasta P toisen tulolinjan 45 kautta toiseen kaksitieventtiiliin 6a ja edelleen sen läpi kolmanteen liitosyhteeseen 10. Näin ollen ensimmäinen osavirtaus ml on johdettavissa ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 1 läpi ja toinen osavirtaus m2 on johdettavissa toisen ilma-neste lämmönsiirtimen läpi 2. Koska toinen ilma-neste lämmönsiirrin 2 on kytketty sekä kolmanteen liitosyhteeseen 10, että neljännen liitosyhteen 11 kautta paluulinjaan R, osavirtaukset ml, m2 yhdistyvät takaisin virtaukseksi m paluulinjassa R.

Kuvion IB mukaisen venttiilijärjestelyn 6 kytkentä on ns. suuren nestevirtaaman käyttötilanne, jossa ilma20 neste lämmönsiirtimillä 1, 2 yleensäkin halutaan saada maksimaalinen teho. Tällaista ilma-neste lämmönsiirtimien 1, 2 kytkentää käytetään esim. matalalla lämpötilatasolla toimivissa lämmitysprosesseissa, mm. maalämpö j ärj estelmissä . Kytkentä on sovelias järjestelmiin, joissa halutaan suuri nestevirtaama ja/tai pieni lämpötilaero nesteeseen. Tällaisia ovat esim. lauhdelämmön talteenottopiirit, kylmäkoneiden liuosjäähdyttimet sekä muut järjestelmät, joissa neste-ilma lämmönsiirrin saa energiansa lämmönsiirtimestä, jossa ensiöpuo30 ien lämpötilaero on hyvin pieni. Nesteen pientä lämpötilaeroa halutaan hyödyntää myös sellaisissa käyttötilanteessa, joissa halutaan minimoida nesteen (veden) jäätymisriski, esim. lämmityspatterit. Rinnankytkentää käytetään myös tilanteissa, joissa neste-ilma lämmön35 siirtimen 1, 2 pintalämpötila halutaan mahdollisimman tasaiseksi, esim. ilman kuivauksessa käytettävät jäähdytyspatterit.

20155240 prh 28 -04- 2016

Kuvio 2A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5b ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestel5 mästä 26b sarjakytkennässä. Kuvio 2A on muuten samanlainen kuvion IA kanssa sillä poikkeuksella, että venttiilijärjestely 61 on toteutettu eri komponenteilla kuvion 2A venttiilijärjestelyn 6 verrattuna. Venttiili j ärj estely 61 käsittää ainakin kaksi venttiiliä

6d, 6e, jotka käsittävät ensimmäisen kaksitieventtiin

6d, johon kuuluu ensimmäisen tuloliitäntä 12 ja ensimmäinen poistoliitäntä 13, ja ensimmäisen kolmitieventtiilin 6e, johon kuuluu toinen tuloliitäntä 14, toinen poistoliitäntä 15 ja kolmas poistoliitäntä 16.

Sarjakytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili 6d on kiinni ja toinen poistoliitäntä 15 on järjestetty nesteyhteyteen toisen tuloliitännän 14 ja toisen liitosyhteen 9 kanssa, jolloin virtaus m on johdettavissa painelinjasta P ensimmäiseen liitosyhteeseen 8 kytkettyyn ensimmäiseen ilma-neste lämmönsiirtimeen 1 ja siitä edelleen toisesta liitosyhteestä 9 ensimmäisen kolmitieventtiilin 6e läpi kolmanteen liitosyhteeseen

10. Näin virtaus voidaan johtaa ensimmäiseltä ilma25 neste lämmönsiirtimeltä 1 toiselle ilma-neste lämmönsiirtimelle 2 venttiilijärjestelyn 61 avulla.

Kuvio 2B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta kolmitieventtiilistä 6e.

Kyseinen venttiili 6e voi olla esimerkiksi palloventtiili, joka käsittää pallon L L-porauksella, jolloin sarjakytkennässä lämmönsiirtoneste N johdetaan toisesta tuloliitännästä 14 toiseen poistoliitäntään 15 pallon L avulla. Kolmitieventtiiliä 6e voidaan kutsua myös 3/2-venttiiliksi. Kuvion 2B pallo L voi kääntyä astetta, kun pallo L kääntyy ääriasennosta toiseen. Kuvion 2B keskimmäinen asento ns. väliasento ja sik18

20155240 prh 28 -04- 2016 si on esitetty katkoviivalla. Kuviossa 2B kolmitieventtiili 6e piirrosmerkki on esitetty kahdella eri tavalla, jotka toimintalogiikaltaan vastaavat toisiaan .

Kuvio 2C esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5b ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26b rinnankytkennässä. Kuvio 2C on muuten saman10 lainen kuvion IB kanssa sillä poikkeuksella, että venttiilijärjestely 61 on toteutettu eri komponenteilla kuvion 2A venttiilijärjestelyn 6 verrattuna. Rinnankytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili 6d on auki ja kolmas poistoliitäntä 16 on järjestetty nesteyh15 teyteen toisen tuloliitännän 14 ja toisen liitosyhteen 9 kanssa, jolloin virtauksen m osavirtaukset ml, m2 ovat johdettavissa siten, että ensimmäiseltä ilmaneste lämmönsiirtimeltä 1 tuleva ensimmäinen osavirtaus ml johdetaan toisesta liitosyhteestä 9 ensimmäisen kolmitieventtiilin 6e läpi paluulinjaan R ja painelinjasta P tuleva toinen osavirtaus m2 johdetaan ensimmäisestä tuloliitännästä 12 ensimmäisen kaksitieventtiilin 6d läpi kolmanteen liitosyhteeseen 14 ja edelleen toiselle ilma-neste lämmönsiirtimelle 2. Vastaa25 vasti kuin kuviossa IB osavirtaukset ml, m2 yhdistyvät takaisin virtaukseksi m paluulinjassa R.

Kuvio 2D esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta kolmitieventtiilistä 6e.

Kuviossa 2D on vastaava kolmitieventtiili kuin kuviossa 2B, mutta erona kuvioon 2B on se, että kuviossa 2D kolmitieventtiilin 6e pallo L on pyöritetty 90 astetta eri asentoon, jolloin ensimmäinen osavirtaus ml voidaan johtaa kolmannesta liitosyhteestä 14 kolmanteen poistoliitäntään 16.

20155240 prh 28 -04- 2016

Kuvio 3A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5c ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26c sarjakytkennässä. Venttiilijärjestely 62 kä5 sittää nelitieventtiilin 6f, jonka eräs esimerkki on esitetty kuviossa 3B. Nelitieventtiili 6f käsittää kolmannen liitännän 34, neljännen liitännän 35, viidennen liitännän 36 ja kuudennen liitännän 37. Venttiili j ärj estelyn 62 sisällä virtaus m johdetaan kol10 mannesta liitännästä 34 neljänteen liitäntään 35.

Kuvio 3B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta nelitieventtiilistä 6f. Nelitieventtiili 6f käsittää 4/2-venttiilin. Kun ne15 lietieventtiilin pallo LI on kuvion 3B asennossa, virtaus m voidaan johtaa kolmannesta liitännästä 34 neljänteen liitäntään 35.

Kuvio 3C esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst20 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5c ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26c rinnankytkennässä. Kuvio 3D esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta nelitieventtiilistä 6f. Kuvion 3C ja 3D avulla voi25 daan todeta, että kun nelitieventtiilin 6f palloa LI kierretään 45 astetta, ensimmäinen osavirtaus ml voidaan johtaa kolmannesta liitännästä 34 viidenteen liitäntään 36 ja toinen osavirtaus m2 kuudennesta liitännästä 37 neljänteen liitäntään 35. Vastaavasti kuin kuviossa IB osavirtaukset ml, m2 yhdistyvät takaisin virtaukseksi m paluulinjassa R.

Kuvio 4A esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta sää35 töyksiköstä 5a' ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26a' sarjakytkennässä. Tätä säätöyksikköä 5a' voidaan käyttää lämmöntalteenottoon käytettävässä il20

20155240 prh 28 -04- 2016 manvaihdon lämmönsäätöjärjestelmässä 26'. Säätöyksikkö 5a' voi käsittää ensimmäisen liitännän A ja toisen liitännän B ainakin kahden poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimen 38, 39 kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön 5a' kanssa lämmönsiirtonesteen N lämpötilan säätämiseksi ilmavirran Fin3, Fout4 avulla. Ainakin kaksi poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirrintä 38, 39 käsittää ainakin ensimmäisen poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimen 38 ja toisen poistoilmapuo10 ien ilma-neste lämmönsiirtimen 39. Nämä poistoilmapuolen lämmönsiirtimet 38, 39 on putkitettu sarjaan. Ensimmäinen ilmansiirtolaite 28 voidaan järjestää esimerkiksi ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen 1 jälkeen. Ensimmäinen ilmansiirtolaite 28 voi käsittää esimerkiksi tuloilmapuhaltimen. Toinen ilmansiirtolaite 29 voidaan järjestää esimerkiksi ensimmäisen poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimen 38 jälkeen. Toinen ilmansiirtolaite 29 voi käsittää esimerkiksi poistoilmapuhaltimen.

Ensimmäinen liitäntä A on kytketty nesteyhteyteen imulinjan S kanssa ja toinen liitäntä B on kytketty nesteyhteyteen paluulinjan R kanssa. Lämmöntalteenottoa hyödyntävässä ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmässä

26' poistoilmalla lämmitetään lämmönsiirtonestettä N.

Mikä tahansa edellä selostettu säätöyksikkö 5a, 5b,

5c, 5a' voi käsittää liitännät A, B. Säätöyksikkö 5a' käsittää imuventtiilin 27, joka on kytketty nesteyhteyteen ensimmäiseen liitäntään A, paluulinjaan R ja imulinjaan S siten, että jäähdytyskaudella nesteyhteys on sallittu vain paluulinjasta R imulinjaan ja lämmityskaudella nesteyhteys on sallittu vain ensimmäisestä liitännästä A imulinjaan S. Jäähdytyskaudella lämmönsäätöyksikkö 5a' on ns. loopissa, jolloin liitännät

A, B ja poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimet

38, 39 ovat ohitettu imuventtiilin 27 avulla. Talvella imuventtiilin 27 on sellaisessa asennossa, että nes21

20155240 prh 28 -04- 2016 teyhteys ensimmäisen liitännän A ja imulinjan välillä on muodostettu ja imuventtiilistä 27 ei pääse virtaus m toiseen liitäntään B. Näin ollen talvella voidaan poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimillä 38, 39 tuoda lämpöä lämmönsiirtonesteeseen N. Jäähdytyskaudella lämmönsiirtimiä 38, 39 ei tarvita, koska kylmää energiaa tuodaan lämmönsiirtonesteeseen N termisen energian tuottoyksikön 4 avulla.

Kuvio 4B esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisen imuventtiilin 27 pallosta L2. Tällä pallolla L2 voidaan lämmityskausi- ja jäähdytyskausikytkentä toteuttaa edellä mainitulla tavalla. Lämmityskausikytkentää voidaan käyttää esimerkiksi talvella. Jäähdytyskausikytkentää voidaan käyttää esimerkiksi kesällä. Mikä tahansa edellä selostettu säätöyksikkö 5a, 5b, 5c, 5a' voi käsittää imuventtiilin

27. Imuventtiili käsittää ensimmäisen portin Pl, toisen portin P2, kolmannen portin P3 ja neljännen portin

P4. Kuvion imuventtiilin 27 pallon L2 toinen portti P2 on tulpattu. Lämmityskaudella pallo L2 on vasemmanpuoleisessa asennossa, jolloin virtaus m ohjataan neljännestä portista P4 ensimmäiseen porttiin Pl. Talvella taas pallo L2 on kuvion 4B oikeanpuolimmaisessa asen25 nossa, jolloin virtaus m ohjataan kolmannesta portista P3 ensimmäiseen porttiin Pl. Pallo L2 voi olla myös esimerkiksi imuventtiilin 27 kara tai muu vastaava elin, jolla kuvion 4B kytkentä voidaan toteuttaa.

Säätöyksikkö 5a' voi käsittää toisen venttiilijärjestelyn 6' poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimien 38, 39 kytkemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen N virtauksen m suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään. Mikä tahansa edellä selostettu säätöyk35 sikkö 5a, 5b, 5c, 5a' voi käsittää toisen venttiilij ärj estelyn 6' .

20155240 prh 28 -04- 2016

Kuvio 4C esittää yksinkertaistettua piirrosmerkkiä erään esimerkin mukaisesta ohitusventtiilin 23 pallosta. Säätöyksikkö 5a' käsittää ohitusventtiilin 23 virtauksen m ainakin osittaiseksi ohjaamiseksi painelin5 jasta P paluulinjaan R. Ohitusventtiili 23 käsittää kolmannen kolmitieventtiilin, jonka pallo L2' on esitetty kuviossa 4C. Ohitusventtiiliä 23 voidaan käyttää esimerkiksi ilmanvaihdon säätöjärjestelmän 26a' huolto- tai huuhtelutilanteessa. Lisäksi venttiiliä voi10 daan käyttää lämmitys- tai jäähdytystehon säätöön. Ohitusventtiilillä voidaan osa virtauksesta m ajaa ohi ilma-neste lämmönsiirtimistä 1, 2, jolloin pumpulta 3 tulevaa virtausta m ilma-neste lämmönsiirtimille 1,2 voidaan säätää. Mikä tahansa edellä selostettu sää15 töyksikkö 5a, 5b, 5c, 5a' voi käsittää ohitusventtiilin 23. Esimerkiksi, jos virtausta ilma-neste lämmönsiirtimille 1, 2 halutaan vähentää, käännetään ohitusventtiilin 23 palloa enemmän kuvion 4C oikean puolimmaisen asennon suuntaan esimerkiksi välitila asentoon, jolloin osa virtauksesta ohjautuu portista P2' porttiin P3' ja osa virtauksesta menee portista Pl' porttiin P3' .

Kuviossa 1A-4C on esitetty myös lämmönsäätöjärjestelmä

26a, 26b, 26c, 26a', joka käsittää säätöyksikön 5a,

5b, 5c, 5a' ja ainakin kaksi ilma-neste lämmönsiirrintä 1, 2, joiden läpi virtautetaan ilmaa I ja kierrätetään lämmönsiirtonestettä N lämmön siirtämiseksi ilmaneste lämmönsiirtimien 1, 2 läpi kulkevasta ilmavir30 rasta Fin, Fout, lämmönsiirtimissä kiertävään lämmönsiirtonesteeseen N tai päinvastoin lämmönsiirtonesteestä N ilmavirtaan Fin, Fout. Ilma-neste lämmönsiirtimet 1, 2 on kytkettävissä keskenään lämmönsiirtonesteen N virtauksen m suhteen vaihtoehtoisesti sarja35 tai rinnankytkentään säätöyksikön 5a, 5b, 5c, 5a' venttiilijärjestelyn 6, 61, 62, 6' avulla. Ilma-neste

20155240 prh 28 -04- 2016 lämmönsiirtimet 1, 2 on järjestetty niiden läpi virtaavan ilman I virtaussuunnassa peräkkäin eli sarjaan.

Kuvio 5 esittää yksinkertaistettua putkitus- ja inst5 rumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5e ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26e sarjakytkennässä varustettuna toisella venttiili j ärj estelyllä 6' poistoilmapuolella. Kuvio 5 on samanlainen kuvion 4A kanssa sillä poikkeuksella, että kuviossa 5 ei ole ensimmäistä venttiilijärjestelyä 6 eikä imuventtiiliä 27. Toinen venttiilijärjestely 6' on kytketty kuviossa 5 rinnan. Tulopuolen ilma-neste lämmönsiirtimet 1, 2 on putkitettu sarjaan. Esimerkki käyttösovelluksesta voisi olla kylmäkoneen lauhdeläm15 mön jäähdytys kesällä. Tässä esimerkissä kylmäkoneen lauhdelämpö voidaan tuoda lämmönsiirtonesteeseen N termisen energian tuottoyksiköstä 4. Poistopuolen ilma-neste lämmönsiirtimet 38, 39 on kytketty rinnan, jolloin kylmäkoneen lauhdelämpö voidaan siirtää suu20 remmalla liuosvirtaamalla poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimien 38, 39 kautta poistoilmaan. Lämmityskaudella poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimet 38, 39 on kytketty sarjaan.

Kuvio 6 esittää yksinkertaistettua putkitus- ja instrumentointikaaviota erään esimerkin mukaisesta säätöyksiköstä 5d ja ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmästä 26d rinnankytkennässä. Kuvio 6 on muuten samanlainen kuvion IA kanssa sillä poikkeuksella, että sää30 töyksikössä ei ole imuventtiiliä 27, ohitusventtiiliä 23, ensimmäistä liitäntää A eikä toista liitäntää B. Näin voidaan tehdä, jos säätöyksikköä 5d ei ole tarkoitus kytkeä poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimiin tai niitä ei ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestel35 mässä 26d ole käytössä. Ohitusventtiiliä 23 ei säätöyksikössä 26d ole, koska termisen energian tuottoyk24

20155240 prh 28 -04- 2016 siköllä 4 voidaan lämmitys- tai jäähdytystehoa säätää, jolloin ohitusventtiiliä 23 ei välttämättä tarvita.

Kuvioiden 1A-6 säätöyksikkö 5a, 5b, 5c, 5a', 5e, 5d 5 käsittää paikallissäätimen 7 ainakin yhden pumpun 3 ja venttiilijärjestelyn 6, 61, 62, 6' ohjaamiseksi. Säätöyksikön 5a, 5b, 5c, 5a', 5e, 5d paikallissäädin 7 voi olla etäluettava. Säätöyksikön 5a, 5b, 5c, 5a',

5e, 5d ohjaus paikallissäätimelle 7 voidaan järjestää pilvipalvelun 30 välityksellä. Paikallissäädin 7, joka ohjaa pumppua 3 tai mahdollisesti useampaa pumppua ja venttiilejä 6a-6f. Säätöyksikkö 5a, 5b, 5c, 5a', 5e,

5d voidaan kytkeä loppukäyttäjän luona loppukäyttäjän rakennusautomaatiojärjestelmään. Paikallissäädin 7 voidaan kytkeä väylän avulla loppukäyttäjän rakennusautomaatiojärjestelmään. Esimerkki tällaisesta väylästä on BACnet kommunikaatioprotokollaan perustuva väylä. Paikallissäädin 7 voi olla etäluettavissa laitteen valmistajan suuntaan. Paikallissäädin 7 ohjaa toimi20 laitepaketin pumppuja 3 ja venttiilejä 6a-6f, jolloin voidaan kontrolloida esimerkiksi lämmitystehoa, huurteenestoa, tuloilman ylilämmitystä, jäähdytystehoa jne. sekä mitata järjestelmän 26a, 26b, 26c, 26a',

26d, 26e tehoa, lämpötilasuhdetta sekä vuotuista läm25 möntalteenotto-, jäähdytys-, yms. energioita joita järjestelmän 26a, 26b, 26c, 26a', 26d, 26e avulla ilmanvaihtoon viedään.

Loppukäyttäjän rakennusautomaatiojärjestelmä voi pyy30 tää paikallissäätimeltä 7 BACNet- väylää pitkin lisää lämmitys- tai jäähdytystehoa, ja tämän perusteella paikallissäädin 7 ohjaa toimilaitepaketin pumppua 3 ja venttiilejä 6a-6f edellä esitetyllä tavalla, jotta haluttu tuloilman lämpötila tai muu ohjattava suure kussakin tapauksessa toteutuu. Paikallissäädin 7 antaa myös mahdollisesti hälytyksiä asiakkaan rakennusautomaatiojärjestelmään sekä informoi niistä myös valmis25

20155240 prh 28 -04- 2016 tajaa, jos virtaus m on alle asetusarvon tai painetaso putkistossa heiluu tai lämmöntalteenoton lämpötilasuhde ei ole riittävän lähellä suunnitteluarvoa. Toimilaitepaketissa voi olla fyysinen muisti, johon häly5 tys- ja energiatietoja voidaan välivarastoida ennen kuin tiedot lähetetään valmistajalle verkon välityksellä. Paikallissäädintä 7 voidaan ohjata verkon yli esimerkiksi PC:n 31 avulla tai sen internetin pilvipalveluun 30 vietyjä toimintaparametreja voidaan hel10 posti monitoroida käyttäen älypuhelinta 33 tai tablettitietokonetta 32, jolloin järjestelmän 26a, 26b, 26c, 26a', 26d, 26e tilaa voidaan seurata.

Hälytystiedot valitaan loppukäyttäjän rakennusautomaa15 tiojärjestelmään väylää pitkin (esim. BACnet). Paikallissäädin 7 voi olla aina samanlainen riippumatta säätöyksikön 5a, 5b, 5c, 5a', 5e, 5d konstruktiosta tai vaihtoehtoisesti paikallissäätimiä 7 voi olla useita riippuen siitä minkälaista säätöyksikköä 5a, 5b, 5c,

5a', 5e, 5d paikallissäädin 7 ohjaa. Kutakin säätöyksikköä 5a, 5b, 5c, 5a', 5d, 5e vastaa paikallissäätimessä 7 oma säätöalgoritmi. Säätöalgoritmit voivat olla päivitettävissä myöhemmin verkon välityksellä. Paikallissäätimessä 7 voi olla näyttö, josta valmistaja voi valita, mitä säätöalgoritmia kussakin tapauksessa käytetään.

Säätöyksikkö 5a, 5b, 5c, 5a', 5d, 5e voi käsittää runkorakenteen 25, jolloin säätöyksikköä 5a, 5b, 5c, 5a',

5d, 5e voidaan liikutella ja se voidaan tarvittaessa irrottaa yhtenä kokonaisuutena esimerkiksi huoltoa varten. Samalla runkorakenne 25 suojaa laitetta esimerkiksi kuljetuksen aikana.

Kuvioiden 1A-6 säätöyksikön 5a, 5b, 5a', 5e, 5d kaksitieventtiilit 6a, 6b, 6c ovat edullisesti auki/kiinniventtiilejä. Auki/kiinni venttiilit ovat edullisia ja

20155240 prh 28 -04- 2016 toimintavarmoja rakenteeltaan. Niitä voidaan ohjata toimilaitteen M avulla, joka voi olla esim. paineilmakääntösylinteri tai muu vastaava sähköisesti ja/tai pneumaattisesti ohjattava laite. Eräässä ratkaisussa auki/kiinni venttiilit ovat järjestetty yhteen metallilohkoon, jolloin liitospintojen määrää voidaan vähentää (ei esitetty). Käyttäen nelitieventtiiliä 6f liitoskohtien ja liitimien määrää voidaan vähentää edelleen. Termisen energian tuottoyksikön 4 käsittää tyypillisesti levylämmönvaihtimen, joka voi olla kylmäntuottoyksikkö tai lämmöntuottoyksikkö. Termisen energian tuottoyksikön 4 voidaan kesällä tuoda lämmönsiirtonesteeseen N kylmää, jolloin voidaan esimerkiksi jäähdyttää ilma-neste lämmönsiirtimien 1, 2, 38, 39 läpi virtaavaa tuloilmaa. Termisen energian tuottoyksikön sijoituspaikka ei ole lukittu tiettyyn paikkaan säätöyksiköissä 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a', sillä se voidaan sijoittaa vaihtoehtoisesti myös muualle säätöyksikköön 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a'. Termisen energian tuottoyksikkö 4 voidaan järjestää esimerkiksi kuten on esitetty kuvissa 1A-6, jossa termisen energian tuottoyksikkö 4 on järjestetty paluulinjaan R. Toinen ratkaisu on järjestää termisen energian tuottoyksikkö imulinjaan S (ei esitetty). Eräs ratkaisu on järjestää kaksi termisen energian tuottoyksikköä siten, että ensimmäinen termisen energian tuottoyksikkö on sijoitettu paluulinjaan R ja toinen termisen energian tuottoyksikkö on järjestetty imulinjaan S (ei esitetty). Edelleen eräs ratkaisu on järjestää termisen energian tuottoyksikkö 4 painelinjaan P (ei esitetty).

Kuviossa 7 on esitetty lämmönsäätöjärjestelmä 26f, jossa ilma-neste lämmönsiirtimet 1, 2 on järjestetty niiden läpi virtaavan ilmavirran Finl, Fin2 virtaus35 suunnassa vierekkäin eli rinnan. Ilmavirtaus Fin, joka voi olla esimerkiksi tuloilmaa, voidaan jakaa molem27

20155240 prh 28 -04- 2016 mille ilma-neste lämmönvaihtimille 1, 2 liitospisteessä 38 .

Kuvioiden 1A-7 ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmissä 5 26a, 26b, 26c, 26a', 26d, 26e ilman-neste lämmönsiirtimet 1, 2, 38, 39 voivat olla esimerkiksi neulalämmönsiirtimiä.

Alan asiantuntijalle on ilmeistä, että tekniikan kelo hittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Siten keksintöä ja sen suoritusmuotoja ei rajoiteta edellä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Tässä kuvatun keksinnön suoritusmuotoja voidaan käyttää minä tahansa yhdistelmänä toistensa kanssa. Useita tai vähintään kaksi suoritusmuodoista voidaan yhdistää keskenään keksinnön toisen suoritusmuodon aikaansaamiseksi. Menetelmä tai laite, jota keksintö koskee, voi käsittää vähintään yhden edellä kuvatuista keksinnön suoritusmuodoista.

Tulee ymmärtää, että mitä tahansa edellä olevista suoritusmuodoista tai muunnelmista voidaan soveltaa yksi25 nään tai yhdistelmänä vastaaviin kohteisiin, joita ne koskevat, ellei niiden ole erikseen ilmoitettu olevan toisensa poissulkevia vaihtoehtoja.

Claims (16)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Rakennuksen lämmönsiirron säätöyksikkö (5a, 5b,

5c, 5d, 5e, 5a'), joka käsittää

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5e, 5a') tunnettu siitä, että säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5a') käsittää

- ensimmäisen liitännän (A) ja toisen liitännän

10 (B) ainakin kahden poistoilmapuolen ilma-neste lämmönsiirtimen (38, 39) kytkemiseksi nesteyhteyteen säätöyksikön (5a, 5b, 5c, 5a') kanssa lämmönsiirtonesteen (N) lämpötilan säätämiseksi ilmavirran (Fin3, Fout4) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') tunnettu siitä, että liitosyhteet (8, 9, 10, 11) käsittävät

20 - ainakin ensimmäisen liitosyhteen (8), toisen liitosyhteen (9), kolmannen liitosyhteen (10) ja neljännen liitosyhteen (11).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen

25 säätöyksikkö (5c) tunnettu siitä, että venttiilijärjestely (62) käsittää

- nelitieventtiilin (6f).

5 pumpun (3) ja venttiilijärjestelyn (6, 61, 62,

5 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen säätöyksikkö (5a) tunnettu siitä, että sarjakytkennässä toinen kaksitieventtiili (6a) ja kolmas kaksitieventtiili (6b) ovat kiinni ja neljäs kaksitieventtiili (6c) on auki, jolloin virtaus (m) on

10 johdettavissa neljännen kaksitieventtiilin (6c) läpi toisesta liitosyhteestä (9) kolmanteen liitosyhteeseen (10).

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen säätöyksik15 kö (5a) tunnettu siitä, että rinnankytkennässä toinen kaksitieventtiili (6a) ja kolmas kaksitieventtiili (6b) ovat auki ja neljäs kaksitieventtiili (6c) on kiinni, jolloin virtauksen (m) osavirtaukset (ml, m2) ovat johdettavissa

20 venttiilijärjestelyllä (6) siten, että painelinjasta (P) ensimmäisen ilma-neste lämmönsiirtimen (1) kautta tuleva ensimmäinen osavirtaus (ml) johdetaan toisesta liitosyhteestä (9) kolmannen kaksitieventtiilin (6b) läpi paluulinjaan (R) ja

25 painelinjasta (P) tuleva toinen osavirtaus (m2) johdetaan toisen kaksitieventtiilin (6a) läpi kolmanteen liitosyhteeseen (10).

20155240 prh 28 -04- 2016

Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-11 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') t u n n e t t u siitä, että säätöyksikkö (5a, 5b, 5c,

5a') käsittää ohitusventtiilin (23) virtauksen (m) ainakin osittaiseksi ohjaamiseksi painelinjasta (P) paluulinj aan (R) .

20155240 prh 28 -04- 2016

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-12 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') t u n n e t t u siitä, että säätöyksikkö (5a, 5b, 5c,

5a') käsittää paikallissäätimen (7) ainakin yhden

5 tunnettu siitä, että sarjakytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili (6d) on kiinni ja toinen poistoliitäntä (15) on järjestetty nesteyhteyteen toisen tuloliitännän (14) ja toisen liitosyhteen (9) kanssa, jolloin virtaus (m) on

10 johdettavissa toisesta liitosyhteestä (9) ensimmäisen kolmitieventtiilin (6e) läpi kolmanteen liitosyhteeseen (10).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen

30 säätöyksikkö (5b) tunnettu siitä, että venttiilijärjestely (61) käsittää ainakin kaksi venttiiliä (6d, 6e), jotka käsittävät

- ensimmäisen kaksitieventtiin (6d), johon kuuluu ensimmäisen tuloliitäntä (12) ja ensimmäinen

35 poistoliitäntä (13), ja ensimmäisen kolmitieventtiilin (6e), johon kuuluu toinen tuloliitäntä

20155240 prh 28 -04- 2016 (14), toinen poistoliitäntä (15) ja kolmas poistoliitäntä (16).

5 - ainakin yhden pumpun (3), jolla lämmönsiirtonesteen (N) virtaus (m) säätöyksikössä (5a, 5b,

5c, 5d, 5e, 5a') saadaan aikaan imulinjasta (S) painelinjan (P) kautta paluulinjaan (R);

- ainakin yhden termisen energian tuottoyksikön

10 (4), jolla lämmönsiirtonesteen (N) lämpötilaa tarvittaessa kontrolloidaan termisen energian avulla;

- liitosyhteet (8, 9, 10, 11) ainakin kahden ilma-neste lämmönsiirtimen (1, 2, 38, 39) kytkemi15 seksi nesteyhteyteen säätöyksikön (5a, 5b, 5c,

5a') kanssa ilmavirran (Fin, Fout, Finl, Fin2, Fin3, Fout4) lämpötilan säätämiseksi lämmönsiirtonesteen (N) lämpötilan avulla tai päinvastoin lämmönsiirtonesteen (N) lämpötilan säätämiseksi

20 ilmavirran (Fin, Fout, Finl, Fin2, Fin3, Fout4) lämpötilan avulla;

- venttiilijärjestelyn (6, 61, 62, 6') ilma-neste lämmönsiirtimien (1, 2, 38, 39) kytkemiseksi keskenään lämmönsiirtonesteen (N) virtauksen (m)

25 suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään; ja

- ensimmäisen liitännän (A) ja toisen liitännän (B) , missä ensimmäinen liitäntä (A) on kytketty nesteyhteyteen imulinjan (S) kanssa ja toinen

30 liitäntä (B) on kytketty nesteyhteyteen paluulinjan (R) kanssa, tunnettu siitä, että säätöyksikkö käsittää imuventtiilin (27), joka on kytketty nesteyhteyteen ensimmäiseen liitäntään (A) , paluu35 linjaan (R) ja imulinjaan (S) siten, että jäähdytyskaudella nesteyhteys on sallittu vain paluulinjasta (R) imulinjaan (S) ja lämmityskaudella nesteyhteys on sallittu vain ensimmäisestä liitännästä (A) imulinjaan (S).

20155240 prh 28 -04- 2016

6') ohjaamiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a' ) tunnettu siitä, että

10 paikallissäädin (7) on etäluettava.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-14 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') t u n n e t t u siitä, että säätöyksikkö (5a, 5b, 5c,

15 5d, 5e, 5a') käsittää runkorakenteen (25), joka mahdollistaa säätöyksikön (5a, 5b, 5c, 5d, 5e,

5a') käsittävien komponenttien liikuttelun ja irrotuksen yhtenä kokonaisuutena.

20

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-15 mukainen säätöyksikkö (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') t u n n e t t u siitä, että säätöyksikön (5a, 5b, 5c,

5d, 5e, 5a') ohjaus on järjestetty pilvipalvelun (30) välityksellä.

17. Rakennuksen ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmä (26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26a'), joka käsittää patenttivaatimuksen 1, mukaisen säätöyksikön (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a'), missä ilmanvaihdon lämmön30 säätöjärjestelmä (26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26a') käsittää ainakin kaksi ilma-neste lämmönsiirrintä (1, 2), joiden läpi virtautetaan ilmaa (I) ja kierrätetään lämmönsiirtonestettä (N) lämmön siirtämi35 seksi ilma-neste lämmönsiirtimien (1, 2, 38, 39) läpi kulkevasta ilmavirrasta (Fin, Fout, Finl, Fin2) ilma-neste lämmönsiirtimissä kiertävään lämmönsiirtonesteeseen (N) tai päinvastoin lämmönsiirtonesteestä (N) ilmavirtaan (Fin, Fout, Finl, Fin2, Fin3, Fout4), jossa ilma-neste lämmönsiirtimet (1, 2, 38, 39) on kytkettävissä kes5 kenään lämmönsiirtonesteen (N) virtauksen (m) suhteen vaihtoehtoisesti sarja- tai rinnankytkentään säätöyksikön (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5a') venttiili j ärj estelyn (6, 61, 62, 6') avulla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen säätöyksikkö (5b)

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen säätöyksikkö

15 (5b) tunnettu siitä, että rinnankytkennässä ensimmäinen kaksitieventtiili (6d) on auki ja kolmas poistoliitäntä (16) on järjestetty nesteyhteyteen toisen tuloliitännän (14) ja toisen liitosyhteen (9) kanssa, jolloin virtauksen (m)

20 osavirtaukset (ml, m2) ovat johdettavissa siten, että ensimmäinen osavirtaus (ml) johdetaan toisesta liitosyhteestä (9) ensimmäisen kolmitieventtiilin (6e) läpi paluulinjaan (R) ja painelinjasta (P) tuleva toinen osavirtaus (m2) joh25 detaan ensimmäisestä tuloliitännästä (12) ensimmäisen kaksitieventtiilin (6d) läpi kolmanteen liitosyhteeseen (14).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-7 mukainen

30 säätöyksikkö (5b) tunnettu siitä, että ensimmäinen kolmitieventtiili (6e) käsittää palloventtiilin, jossa on pallo (L, LI) L-porauksella.

9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätöyksikkö

35 (5a) tunnettu siitä, että venttiilijärjestely (6) käsittää

- toisen kaksitieventtiin (6a), kolmannen kaksitieventtiin (6b) ja neljännen kaksitieventtiin (6c) .

10 18. Patenttivaatimuksen 19 mukainen ilmanvaihdon lämmönsäätöjärjestelmä (26a, 26b, 26c, 26d, 26e,

26a') tunnettu siitä, että ilman-neste lämmönsiirtimet (1, 2, 38, 39) käsittävät ainakin yhden neulalämmönsiirtimen.