FI129969B - Arrangement and method for heating supply air in a building - Google Patents
Arrangement and method for heating supply air in a building Download PDFInfo
- Publication number
- FI129969B FI129969B FI20195575A FI20195575A FI129969B FI 129969 B FI129969 B FI 129969B FI 20195575 A FI20195575 A FI 20195575A FI 20195575 A FI20195575 A FI 20195575A FI 129969 B FI129969 B FI 129969B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- condenser
- evaporator
- heating
- heat transfer
- supply air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F7/00—Ventilation
- F24F7/007—Ventilation with forced flow
- F24F7/013—Ventilation with forced flow using wall or window fans, displacing air through the wall or window
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
- F24D15/02—Other domestic- or space-heating systems consisting of self-contained heating units, e.g. storage heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F7/00—Ventilation
- F24F7/02—Roof ventilation
- F24F7/025—Roof ventilation with forced air circulation by means of a built-in ventilator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Keksintö kohdistuu järjestelyyn ja menetelmään rakennuksen (1) tuloilman lämmitykseen, joka järjestely käsittää lämmityspatterin (2) yhteyteen sijoitetun höyrystimen (3) ja tuloilmakanavaan (4) tai sen välittömään läheisyyteen sijoitetun lauhduttimen (6) sekä näiden väliset putkiyhteydet (5, 8), jolloin lämmönsiirtoaine höyrystyy höyrystimellä (3) ja nousee ensimmäistä putkiyhteyttä (5) pitkin lauhduttimelle (6) ja nesteeksi tiivistymisen jälkeen palaa toista putkiyhteyttä (8) pitkin painovoiman vaikutuksesta takaisin höyrystimelle (3).The invention is directed to an arrangement and method for heating the supply air of a building (1), which arrangement comprises an evaporator (3) placed in connection with a heating coil (2) and a condenser (6) placed in the supply air duct (4) or in its immediate vicinity, as well as the pipe connections (5, 8) between them, whereby the heat transfer agent is vaporized by the evaporator (3) and rises along the first pipe connection (5) to the condenser (6) and, after condensing into a liquid, returns to the evaporator (3) by gravity along the second pipe connection (8).
Description
Järjestely ja menetelmä rakennuksen tuloilman lämmittämiseksiArrangement and method for heating the building's supply air
Tekniikan alaEngineering
Keksintö kohdistuu rakennustekniikkaan ja erityisesti rakennuksen tuloilman lämmi- tysjärjestelyyn ja menetelmään rakennuksissa, jotka sijaitsevat talviaikaan suhteel- — lisen kylmissä tai arktisissa olosuhteissa.The invention is directed to construction technology and especially to the arrangement and method of heating the building's incoming air in buildings located in relatively cold or arctic conditions during the winter.
Tekniikan tasoThe level of technology
Rakennusten lämmitys voidaan järjestää monilla eri tavoilla ja välineillä. Yksi esi- merkki on käyttää lämpöpatterijärjestelmää, jolloin lämpöpatterit on sijoitettu edulli- sesti rakennuksen huoneiden ulkoseinälle ikkunoiden alapuolelle. Lämpöpatterijär- — jestelmä voi käyttää lämmitykseen vesikiertoa tai sähköä. Lämmityskattila lämmittää veden ennen sen kierrättämistä vesikiertoisessa lämpöpatterijärjestelmässä. Läm- mityskattila tuottaa lämmitysenergiansa sähkövastuksilla, polttamalla jotain fossii- lista polttoainetta tai puuta. Muita vaihtoehtoja energian tuottoon ovat esimerkiksi aurinkoenergia, tuulienergia tai maalämpö. Näiden lisäksi kaukolämpöalueilla voi- daan lämpöpatterijärjestelmän veden tai muun lämmönsiirtoaineen lämmitykseen käyttää kaukolämpöä.The heating of buildings can be arranged in many different ways and with different tools. One example is to use a radiator system, where the radiators are conveniently placed on the outer wall of the building's rooms below the windows. The radiator system can use water circulation or electricity for heating. The heating boiler heats the water before it is circulated in the water-circulating radiator system. The heating boiler produces its heating energy with electrical resistances, by burning some fossil fuel or wood. Other options for energy production include, for example, solar energy, wind energy or geothermal energy. In addition to these, in district heating areas, district heating can be used to heat the water or other heat transfer medium in the radiator system.
Sisäilman lämpötilan säätämiseen voidaan käyttää monia erilaisia menetelmiä ja laitteita. Suurin osa järjestelmistä on erilaisia ilmastointijärjestelmiä, jotka on suun- niteltu viilentämään sisäilmaa kuumissa ilmastoissa tai kesäaikaan lauhkeissa il- masto-olosuhteissa.Many different methods and devices can be used to adjust the indoor air temperature. Most of the systems are different air conditioning systems designed to cool the indoor air in hot climates or in mild climates during the summer.
Julkaisussa EP 3014196 on esitetty laite, jossa lämmönsiirtoaine kiertää putkis- tossa. Putkisto toimii käänteisen lämpöpumpun lauhduttimena tai höyrystimenä.Publication EP 3014196 shows a device in which the heat transfer medium circulates in the pipeline. The piping works as a condenser or evaporator of a reverse heat pump.
N Järjestelmän oleellisena osana on myös venttiileitä ja kompressori. Tämän lisäksiN Valves and a compressor are also an essential part of the system. In addition to this
N järjestelmä käsittää kosteudenpoistojärjestelmän. 00 2 25 — Julkaisussa US 5,560,222 on esitetty yhdistetty jäähdytys- ja lämmitysyksikkö. Ky- - seessä on kaksiosainen järjestelmä, jossa molemmat yksiköt on sijoitettu rakennuk- = sen sisään. Järjestelmä käsittää lämmönsiirtoaineen kierron, säteilijän, kompresso-The N system includes a dehumidification system. 00 2 25 — Publication US 5,560,222 shows a combined cooling and heating unit. This is a two-part system where both units are placed inside the building. The system comprises a circulation of the heat transfer medium, a radiator, a compressor
O rin ja pumpun. Toisessa osassa säteilijän lämmittämä ilma puhalletaan puhaltimella 3 sisäilmaan. Tuloilman sisäänotto on järjestetty laitteen alaosaan ja poistoilman pu- > 30 — hallus laitteen yläosaan.O rin and pump. In the second part, the air heated by the radiator is blown into the indoor air by fan 3. The supply air intake is arranged in the lower part of the device and the exhaust air outlet is arranged in the upper part of the device.
Tekniikan tason ratkaisujen ongelmana on niiden monimutkaisuus ja moniosaisuus.The problem with state-of-the-art solutions is their complexity and multiple components.
Lisäksi tekniikan tason julkaisut ovat keskittyneet sisäilman jäähdytykseen kuumissa ilmasto-olosuhteissa. Tekniikan tason julkaisuissa ei ole esitetty painovoi- maan perustuvaa järjestelyä tai menetelmää tuloilman lämmitykseen, jonka pää- energian lähteenä on lämpöpatteri. Keksinnön mukainen ratkaisu hyödyntää ole- massa olevaa lämmitysjärjestelmää tuloilman automaattiseen lämmitykseen.In addition, state-of-the-art publications have focused on indoor air cooling in hot climates. In the state-of-the-art publications, there is no gravity-based arrangement or method for heating the incoming air, whose main energy source is a radiator. The solution according to the invention utilizes the existing heating system for automatic heating of the supply air.
Keksinnön kuvausDescription of the invention
Viileissä tai kylmissä ilmasto-olosuhteissa on iso määrä vanhempia rakennuksia, joissa ilmanvaihto on toteutettu pelkällä poistoilmapuhaltimella ja korvausilmaref'illä ulkoseinissä. Ongelmana tällaisessa ratkaisussa kylmissä olosuhteissa on suuri ve- dontunne, jolloin asumismukavuus kärsii huomattavasti. Keksinnön mukaisella rat- — kaisulla saadaan tuloilmaa lämmitettyä ilman sähkökytkentöjä ja liikkuvia osia. Teho lisääntyy automaattisesti tehontarpeen mukaan. Kesällä, kun tuloilman lämmitystä ei tarvita, toiminta on automaattisesti seis.In cool or cold climates, there are a large number of older buildings where ventilation is carried out only with an exhaust fan and replacement air coolers in the outer walls. The problem with this kind of solution in cold conditions is a large feeling of draft, in which case living comfort suffers considerably. With the solution according to the invention, the incoming air can be heated without electrical connections and moving parts. The power increases automatically according to the power demand. In summer, when supply air heating is not needed, the operation is automatically stopped.
Keksinnön mukainen järjestely ja menetelmä rakennuksen huoneilman tuloilman lämmittämiseksi kylmissä ilmasto-olosuhteissa käsittää painovoimaan perustuvan —lämmönsiirtoaineen kierron. Yksinkertaisimmillaan lämmönsiirtoaineen kierto on jär- jestetty siten, että rakennuksen sisällä olevan huoneiston lämpöpatterin yhteyteen on asennettu höyrystin, joka höyrystää lämmöllään lämmönsiirtoaineen. Höyrysty- nyt lämmönsiirtoaine nousee ensimmäistä putkiyhteyttä pitkin ylöspäin sisäilmaka- navaan tai sen välittömään läheisyyteen sijoitettuun lauhduttimeen. Lämmönsiirto- — aine luovuttaa lauhduttimessa lämpöenergiansa viiledmpaan huoneilman tuloil- maan ja tiivistyy samalla nesteeksi järjestelmän sisällä. Nestemäinen lämmönsiirto- aine valuu painovoiman vaikutuksesta takaisin huoneiston lämpöpatterin yhtey- dessä olevalle höyrystimelle toista putkiyhteyttä pitkin ja höyrystyy höyrystimessä uudelleen. Lauhdutin on oleellisesti sijoitettu vertikaalisesti höyrystimen yläpuolelle.The arrangement and method according to the invention for heating the incoming air of the building's room air in cold climates comprises a gravity-based heat transfer medium circulation. In its simplest form, the circulation of the heat transfer medium is organized in such a way that a vaporizer is installed in connection with the radiator of the apartment inside the building, which vaporizes the heat transfer medium with its heat. The vaporized heat transfer agent rises along the first pipe connection upwards into the indoor air duct or into the condenser placed in its immediate vicinity. The heat transfer agent releases its thermal energy in the condenser to the cooler room air supply air and at the same time condenses into a liquid inside the system. Due to gravity, the liquid heat transfer agent flows back to the evaporator connected to the apartment's radiator along another pipe connection and evaporates again in the evaporator. The condenser is essentially placed vertically above the evaporator.
N 25 —Keksinnön mukainen ratkaisu on myös mahdollista toteuttaa yhdellä putkiyhteydelläN 25 —The solution according to the invention is also possible to implement with a single pipe connection
N höyrystimen ja lauhduttimen välillä, jolloin nestemäinen lämmönsiirtoaine virtaa put- & kiyhteyttä pitkin alaspäin ja samassa putkiyhteydessä samanaikaisesti höyrystynyt 2 lämmönsiirtoaine nousee ylöspäin.N between the evaporator and the condenser, in which case the liquid heat transfer medium flows downwards along the pipeline and simultaneously vaporized 2 heat transfer medium in the same pipe connection rises upwards.
E: Mitä suurempi ulkoilman ja lämpöpatterin lämpötilaero on, sitä suurempi on läm-E: The greater the temperature difference between the outside air and the radiator, the greater the heat
O 30 —mönsiirtoaineen kierto. Näin osa lämpöpatterin luovutusenergiasta siirtyy ulkoa tu- 3 levaan ilmaan, eikä kylmä ilmavirtaus pääse aiheuttamaan vedon tunnetta ennenO 30 —rotation of the charge transfer agent. In this way, part of the radiator's release energy is transferred to the air coming from outside, and the cold air flow cannot cause a feeling of draft before
D lämpenemistään. Tällainen painovoimaan perustuva kierto on erittäin yksinkertai-D from warming. Such gravity-based rotation is very simplistic-
N nen ja toimintavarma järjestelmä tuloilman lämmittämiseen. Tuloilman lämmityksen taso säätyy automaattisesti lämpöpatterin lämmityksen tason mukaisesti, jolloin eril- — lisiä säätöjä tuloilman lämmitykseen ei tarvita.A convenient and reliable system for heating the supply air. The level of heating of the supply air is adjusted automatically according to the level of heating of the radiator, in which case separate adjustments for the heating of the supply air are not needed.
Höyrystin voi olla erillinen laite, joka asennetaan edullisesti lämpöpatterin ja seinän väliin hyvällä kontaktilla lämpöpatteriin. Höyrystin voidaan myös integroida patteriin sen valmistusvaiheessa. Silloin riittää että, esim. nesteputki menee patterin sisällä päästä päähän. Kaasu- ja varsinkin nesteputki on edullista eristää veden konden- — soitumisen estämiseksi putken pinnalle. Samoin voidaan eristää häöyrystimen huo- neilmaa vasten oleva pinta. Eristäminen voi olla edullista joissain olosuhteissa, mutta ei pakollista keksinnön toiminnan kannalta.The vaporizer can be a separate device that is preferably installed between the radiator and the wall with good contact with the radiator. The vaporizer can also be integrated into the radiator during its manufacturing phase. Then it is enough that, for example, the liquid pipe goes end to end inside the radiator. It is advantageous to insulate the gas and especially the liquid pipe to prevent water from condensing on the surface of the pipe. Similarly, the surface of the vaporizer facing the room air can be insulated. Isolation may be advantageous in some circumstances, but not mandatory for the operation of the invention.
Ennen lauhdutinta tuloilmakanavassa on edullisesti suodatin, joka estää lauhdutti- men likaantumisen ja pitää huoneeseen tulevan ilman puhtaana. —Keksinnön yksityiskohtainen kuvausThere is preferably a filter in the intake air duct before the condenser, which prevents the condenser from getting dirty and keeps the air coming into the room clean. —Detailed description of the invention
Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla seuraaviin pii- rustuksiin, joissa kuva 1 esittää yksinkertaistettuna keksinnön mukaista järjestelyä rakennuksen tu- loilman lämmittämiseksi, —kuva2 esittää yksinkertaistettuna keksinnön mukaista ratkaisua toteutettuna yhdellä putkiyhteydellä, kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista esimerkkiä lauhduttimen toiminnasta ja sijainnista, ja kuva 4 esittää putkiyhteyden kiinnitystä lämpöpatteriin.In the following, the invention is described in more detail by referring to the following drawings, in which figure 1 shows a simplified arrangement according to the invention for heating the supply air of a building, — figure 2 shows a simplified solution according to the invention implemented with one pipe connection, figure 3 shows an example of the operation and location of the condenser according to the invention, and figure 4 shows the attachment of the pipe connection to the radiator.
Kuvan 1 mukainen järjestely rakennukseen 1 saapuvan tuloilman lämmittämiseksi käsittää rakennuksen lämmityspatterin 2 yhteyteen asennetun höyrystimen 3. Läm-The arrangement according to Figure 1 for heating the incoming air entering the building 1 comprises an evaporator 3 installed in connection with the building's heating radiator 2.
N mityspatterin 2 tuottama lämpöenergia höyrystää höyrystimen 3 sisällä olevan nes-The thermal energy produced by the heating coil 2 vaporizes the liquid inside the vaporizer 3
A temäisen lämmönsiirtoaineen kaasumaiseen muotoon, jolloin syntynyt kaasu nou- <Q see ylöspäin kohti rakennuksen 1 tuloilmakanavaa 4 ensimmäistä putkiyhteyttä 5 3 25 — pitkin. Edullisesti tuloilmakanavaan 4, tai sen eteen rakennuksen 1 sisäpuolelle, onA to the gaseous form of the heat transfer medium, whereupon the resulting gas rises up towards the building's 1 intake air duct 4 along the first pipe connection 5 3 25 —. Preferably in the intake air duct 4, or in front of it on the inside of the building 1, there is
E sijoitettu lauhdutin 6, joka siirtää höyrystyneen lämmönsiirtoaineen lämpöenergianE placed condenser 6, which transfers the thermal energy of the vaporized heat transfer medium
W tuloilmaan. Lauhdutin 6 on oleellisesti sijoitettu vertikaalisesti höyrystimen 3 yläpuo- 5 lelle. Tyypillisesti lämmityspatteri 2 on sijoitettu rakennuksen 1 ikkunan 7 alapuolelle > ja tuloilmakanava 4 ikkunan yläpuolelle.W to supply air. The condenser 6 is essentially placed vertically above the evaporator 3. Typically, the heating radiator 2 is placed below the window 7 of the building 1 > and the supply air duct 4 above the window.
OO
NOF
Luovuttaessaan lämpöenergian tuloilmaan lämmönsiirtoaine palaa jälleen neste- mäiseen muotoonsa ja valuu painovoiman vaikutuksesta pitkin toista putkiyhteyttäWhen giving up thermal energy to the incoming air, the heat transfer medium returns to its liquid form and flows under the influence of gravity along the second pipe connection
8 takaisin lämmityspatterin 2 yhteyteen sijoitetulle höyrystimelle 3. Höyrystimellä 3 lämmönsiirtoaine höyrystyy uudelleen ja nousee taas kaasumaisessa muodossa putkiyhteyttä 5 pitkin lauhduttimelle 6.8 back to the evaporator 3 placed in connection with the heating coil 2. With the evaporator 3, the heat transfer agent vaporizes again and rises again in gaseous form along the pipe connection 5 to the condenser 6.
Kylmillä ilmoilla ilmanvaihdon ongelmana on erityisesti suuri vedontunne, mikäli tu- loilmaa ei lämmitetä ennen sen johtamista rakennuksen 1 sisälle, jolloin asumismu- kavuus kärsii. Tällä keksinnöllä saadaan tuloilmaa lämmitettyä ilman sähkökytken- töjä ja liikkuvia osia. Järjestely ja menetelmä on äärimmäisen yksinkertainen ja toi- mintavarma. Järjestelyn ja menetelmän tuottama tuloilman lämmityksen teho lisään- tyy automaattisesti tehontarpeen mukaan, kun ulkoilman ja lämmityspatterin 2 väli- nen lämpötilaero kasvaa, jolloin lämmönsiirtoaineen kierto automaattisesti nopeu- tuu. Kesällä toiminta on automaattisesti seis. Tuloilman liikettä sisään rakennukseen 1 voidaan haluttaessa avustaa tuloilmakanavaan 4 sijoitetulla puhaltimella/tuuletti- mella (ei esitetty kuvassa).In cold weather, the problem with ventilation is especially a high draft, if the incoming air is not heated before it is led inside the building 1, in which case living comfort suffers. With this invention, the incoming air can be heated without electrical connections and moving parts. The arrangement and method is extremely simple and reliable. The supply air heating power produced by the system and method is automatically increased according to the power demand, when the temperature difference between the outside air and the heating coil 2 increases, whereby the circulation of the heat transfer agent automatically speeds up. In summer, the operation is automatically stopped. If desired, the movement of supply air into building 1 can be assisted with a fan/fan placed in supply air duct 4 (not shown in the picture).
Keksinnön mukainen lämmönsiirtoaineen kierto lauhduttimen 6 ja höyrystimen 3 vä- lila lämmittää sisään tulevan ilman. Ilman lämmittämiseen tarvittavan energian kek- sinnön mukainen tuloilman lämmitin saa huoneiston lämmityspatterista 2. Erillistä kierrätyspumppua tai kompressoria ei järjestelmässä tai menetelmässä tarvita.The circulation of the heat transfer medium according to the invention between the condenser 6 and the evaporator 3 heats the incoming air. The supply air heater according to the invention obtains the energy needed to heat the air from the apartment's heating radiator 2. A separate circulation pump or compressor is not needed in the system or method.
Höyrystin 3 voi olla erillinen laite, joka asennetaan edullisesti lämmityspatterin 2 ja rakennuksen 1 seinän väliin hyvällä kontaktilla lämmityspatteriin. Höyrystin 3 voi- daan myösintegroida lämmityspatteriin 2 sen valmistusvaiheessa. Silloin riittää että, esim. putkiyhteys menee lämmityspatterin 2 sisällä päästä päähän. Kaasu- ja var- sinkin nesteyhteys on edullista eristää veden kondensoitumisen estämiseksi put- kiyhteyden 5 ja 8 pinnalle. Samoin höyrystimen 3 huoneilmaa vasten oleva pinta on edullista eristää. Tällaiset eristykset ovat mahdollisia, mutta eivät pakollisia.The vaporizer 3 can be a separate device that is preferably installed between the heating coil 2 and the wall of the building 1 with good contact with the heating coil. The vaporizer 3 can also be integrated into the heating coil 2 during its manufacturing phase. Then it is enough that, for example, the pipe connection goes inside the heating coil 2 from end to end. It is advantageous to insulate the gas and especially the liquid connection to prevent water from condensing on the surface of the pipe connection 5 and 8. Likewise, it is advantageous to insulate the surface of the vaporizer 3 facing the room air. Such isolations are possible, but not mandatory.
NOF
O 25 Edullisesti rakennuksen 1 ilmanvaihto on toteutettu siten, että rakennuksen katolla eo on poistoilmakanava 9, jonka kautta poistoilma puhalletaan poistoilmapuhaltimella o 10 ulkoilmaan. Korvausilma tulee edullisesti ikkunoiden 7 ylapuolelle sijoitetuista tu- 7 loilmakanavista 4, joiden yhteyteen on sijoitettu keksinnön mukainen tuloilman läm- = mitysjärjestely. Tuloilmakanavassa 4, ennen lauhdutinta 6, on tyypillisesti myös suo-O 25 The ventilation of the building 1 is advantageously implemented in such a way that the roof of the building eo has an exhaust air channel 9, through which the exhaust air is blown by an exhaust air fan o 10 into the outside air. The replacement air preferably comes from the supply air ducts 4 placed above the windows 7, connected to which the supply air heating arrangement according to the invention is placed. In the supply air duct 4, before the condenser 6, there is typically also a
O 30 datin 11, jotta ulkoilman epäpuhtaudet eivät kulkeutuisi rakennuksen 1 sisälle ja jot- 3 tei lauhdutin likaantuisi.O 30 datin 11, so that pollutants from the outside air would not flow into the building 1 and so that the condenser would not get dirty.
N Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukainen ratkaisu toteutettuna yhdellä putkiyhtey- dellä 5 höyrystimen 3 ja lauhduttimen 6 välillä. Tällöin höyrystynyt lämmönsiirtoaine nousee ylös putkiyhteyttä 5 pitkin höyrystimeltä 3 lauhduttimelle 6 ja samanaikaisesti nestemäinen lämmönsiirtoaine valuu painovoiman vaikutuksesta lauhduttimelta höyrystimelle. Kuvan 2 mukaisessa ratkaisussa tuloilmakanava 4 on sijoitettu lauhduttimen 6 alapuolelle ja tuloilma käännetään kulkemaan tuloilmana- vassa ylöspäin läpi suodattimen (ei esitetty kuvassa 2) lauhduttimelle 6. Tämä rat- 5 — kaisu on tarkemmin esitetty kuvassa 3.N Figure 2 shows the solution according to the invention implemented with one pipe connection 5 between the evaporator 3 and the condenser 6. In this case, the vaporized heat transfer agent rises along the pipe connection 5 from the evaporator 3 to the condenser 6 and at the same time the liquid heat transfer agent flows from the condenser to the evaporator under the influence of gravity. In the solution according to Figure 2, the inlet air duct 4 is placed below the condenser 6 and the inlet air is turned to flow upwards in the inlet air duct through the filter (not shown in Figure 2) to the condenser 6. This solution is shown in more detail in Figure 3.
Kuvasta 2 huomataan, että putkiyhteys 5 ei ole täysin vaakasuorassa höyrystimen 3 kohdalla. Tämä edesauttaa nestemäisen lämmönsiirtoaineen virtausta höyrysti- men 3 läpi. Samoin putkiyhteys lauhduttimen 6 kohdalla ei ole täysin vaakasuo- rassa. Tämä samoin auttaa nestemäisen lämmönsiirtoaineen liikkumista oikeaan — suuntaan lauhduttimelta 6 höyrystimelle 3. Kuvassa 2 on esitetty, että putkiyhteys 5 haarautuu kahdeksi erilliseksi putkeksi sekä höyrystimessä että lauhduttimessa (ku- vattu katkoviivoilla). Keksinnön mukaisesti putkiyhteys 5 voi haarautua kahdeksi tai useammaksi putkeksi höyryastimen 3 ja/tai lauhduttimen 6 kohdalla. Samoin putki- yhteys 5 voi olla haarautumatta ja on silloin toteutettu vain yhdellä suoralla putkiyh- — teydellä lauhduttimen 6 ja/tai höyrystimen 3 kohdalla. Valinnaiset putkiyhteyden haarat on esitetty kuvassa 2 katkoviivoilla.Figure 2 shows that the pipe connection 5 is not completely horizontal at the evaporator 3. This promotes the flow of the liquid heat transfer medium through the evaporator 3. Likewise, the pipe connection at condenser 6 is not completely horizontal. This also helps the movement of the liquid heat transfer medium in the right — direction from the condenser 6 to the evaporator 3. Figure 2 shows that the pipe connection 5 branches into two separate pipes in both the evaporator and the condenser (depicted with dashed lines). According to the invention, the pipe connection 5 can branch into two or more pipes at the steam trap 3 and/or the condenser 6. Likewise, the pipe connection 5 can be unbranched and is then implemented with only one straight pipe connection at the condenser 6 and/or the evaporator 3. The optional pipe connection branches are shown in Figure 2 with dashed lines.
Kuvassa 3 on esimerkinomaisesti kuvattu poikittaiskuvana seinän läpi kulkevaa tu- loilmakanavaa 4 ja siihen liitettyä tuloilman lämmitysjärjestelyä. Tuloilma saapuu nuolen 12 mukaisesti seinän läpi ikkunan 7 yläpuolelta ja ohjataan suodattimen 11 — kautta ylöspäin lauhduttimelle 6, jossa tuloilma nesteyttää höyrystyneen lämmön- siirtoaineen takaisin nestemäiseen olomuotoon. Tämän jälkeen lämmennyt tuloilma poistuu huoneilmaan nuolen 13 mukaisesti. Nestemäinen lämmönsiirtoaine palaa höyrystimelle 3 putkiyhteyttä 5 pitkin.Figure 3 shows, as an example, a transverse view of the supply air duct 4 passing through the wall and the supply air heating arrangement connected to it. The incoming air arrives according to the arrow 12 through the wall from above the window 7 and is directed upwards through the filter 11 — to the condenser 6, where the incoming air liquefies the vaporized heat transfer agent back to liquid form. After this, the heated supply air is discharged into the room air according to arrow 13. The liquid heat transfer medium returns to the evaporator 3 along the pipe connection 5.
Kuvassa 4 on esitetty eräs keksinnön mukainen höyrystimen 3 kiinnitysjärjestelyFigure 4 shows an arrangement for attaching the vaporizer 3 according to the invention
N 25 —(lämmityspatteriin 2. Putkiyhteys 5 on kiinnitetty kiinnittimellä 14 lämpöpatterin pin-N 25 —(to heating radiator 2. Pipe connection 5 is fixed with a clamp 14 to the radiator pin
N taan esimerkiksi liimaamalla tai kaksipuolisella teipillä. Myös muunlaiset kiinnitysta- & vat ovat mahdollisia. Esimerkiksi magneettikiinnitystä voidaan käyttää. Samoin put- 2 kiyhteys 5 voidaan integroida lämmityspatterin 2 rakenteeseen jo lämmityspatterinN, for example, by gluing or double-sided tape. Other mounting methods are also possible. For example, magnetic fastening can be used. Similarly, the pipe connection 5 can be integrated into the structure of the heating radiator 2 already in the heating radiator
I valmistusvaiheessa, jolloin saadaan maksimoitua energian siirto. aI in the manufacturing phase, when energy transfer can be maximized. a
O 30 — Seuraavassa on esitetty esimerkinomaisesti eri lämpötiloja menetelmän eri vai- 3 heissa ja/tai kohdissa. Esimerkeissä on esitetty tuloilmakanavaan saapuvan ilmanO 30 — Different temperatures in different stages and/or points of the method are presented below as an example. The examples show air entering the supply air duct
D lämpötila ja lauhduttimen läpi kuljettuaan on esitetty huoneeseen saapuvan ilmanThe temperature D and the air entering the room after passing through the condenser are shown
N lämpötila, jolloin saadaan lämpötilannousu ulkoilmasta sisään tulevaan ilmaan. Sa- moin on esitetty lauhduttimelta höyrystimelle palaavan nestemäisen lämmönsiirto- — aineen lämpötila ja höyrystimeltä lauhduttimelle siirtyvän höyryn lämpötila, jolloin saadaan nestemäisen ja höyrystyneen lämmönsiirtoaineen välinen lämpötilaero.N temperature, resulting in a temperature increase from the outside air to the incoming air. The temperature of the liquid heat transfer medium returning from the condenser to the evaporator and the temperature of the steam passing from the evaporator to the condenser are also shown, resulting in the temperature difference between the liquid and vaporized heat transfer medium.
Lämpöpatterin lämmitysteho sekä tuloilman ilmamäärä on myös esitetty. Järjestelyn tehokkuus paranee mitä suurempi lämpötilaero ulkoilman ja sisäilman välillä on.The heating power of the radiator and the air volume of the supply air are also shown. The efficiency of the system improves the greater the temperature difference between the outside air and the inside air.
Esimerkki 1:Example 1:
Ulkoilman lämpötila: -10,6 °C.Outside air temperature: -10.6 °C.
Tuloilman lämpötila lauhduttimen jälkeen: 4,7 °C.Supply air temperature after the condenser: 4.7 °C.
Höyrystimelle palaavan nesteen lämpötila: 8,8 *C.Temperature of the liquid returning to the evaporator: 8.8 *C.
Lauhduttimelle palaavan kaasun lämpötila: 11,2 *C.Temperature of the gas returning to the condenser: 11.2 *C.
Patterin lämmitysteho: 259 W. — Sisään tuleva ilmamäärä: 7,7 I/s.Heating power of the radiator: 259 W. — Incoming air volume: 7.7 I/s.
Esimerkki 2:Example 2:
Ulkoilman lämpötila: 2,9 *C.Outdoor temperature: 2.9 *C.
Tuloilman lämpötila lauhduttimen jälkeen: 11,6 *C.Supply air temperature after the condenser: 11.6 *C.
Höyrystimelle palaavan nesteen lämpötila: 15,1 *C. —Lauhduttimelle palaavan kaasun lämpötila: 18,3 °C.Temperature of the liquid returning to the evaporator: 15.1 *C. —Temperature of the gas returning to the condenser: 18.3 °C.
Patterin lämmitysteho: 143 W.Heating power of the radiator: 143 W.
Sisään tuleva ilmamäärä: 6,9 I/s.Incoming air volume: 6.9 I/s.
NOF
N Esimerkki 3: © 2 Ulkoilman lämpötila: -15,1 °C.N Example 3: © 2 Outdoor temperature: -15.1 °C.
E 20 —Tuloilman lämpötila lauhduttimen jälkeen: 7,0 °C. = Höyrystimelle palaavan nesteen lämpötila: 12,6 *C.E 20 —Temperature of supply air after the condenser: 7.0 °C. = Temperature of the liquid returning to the evaporator: 12.6 *C.
LO oLO o
D Lauhduttimelle palaavan kaasun lämpötila: 13,5 *C.D Temperature of the gas returning to the condenser: 13.5 *C.
NOF
Patterin lämmitysteho: 497 W.Heating power of the radiator: 497 W.
Sisään tuleva ilmamäärä: 7,1 l/s.Incoming air volume: 7.1 l/s.
Esimerkki 4:Example 4:
Ulkoilman lämpötila: -17,5 *C.Outdoor temperature: -17.5 *C.
Tuloilman lämpötila lauhduttimen jälkeen: 1,2 *C.Supply air temperature after the condenser: 1.2 *C.
Höyrystimelle palaavan nesteen lämpötila: 5,7 °C.Temperature of the liquid returning to the evaporator: 5.7 °C.
Lauhduttimelle palaavan kaasun lämpötila: 7,8 *C.Temperature of the gas returning to the condenser: 7.8 *C.
Patterin lämmitysteho: 337 W.Heating power of the radiator: 337 W.
Sisään tuleva ilmamäärä: 7,6 l/s.Incoming air volume: 7.6 l/s.
Keksinnön mukainen menetelmä rakennuksen huoneilman tuloilman lämmittämi- — seen käsittää seuraavat vaiheet: - sijoitetaan höyrystin 3 huoneiston lämmityspatterin 2 yhteyteen tai sen välittömään läheisyyteen; - sijoitetaan lauhdutin 6 tuloilmakanavaan 4 tai sen välittömään läheisyyteen raken- nuksen 1 sisäpuolelle siten, että lauhdutin on vertikaalisesti oleellisesti höyrystimen —3 yläpuolella; - järjestetään edullisesti vähintään yksi putkiyhteys 5 höyrystimeltä 3 lauhduttimelle 6; - järjestetään vaihtoehtoisesti myös toinen putkiyhteys 8 lauhduttimelta 6 höyrysti-The method according to the invention for heating the supply air of the building's room air comprises the following steps: - the vaporizer 3 is placed in connection with the heating radiator 2 of the apartment or in its immediate vicinity; - the condenser 6 is placed in the intake air duct 4 or in its immediate vicinity inside the building 1, so that the condenser is vertically substantially above the evaporator —3; - at least one pipe connection 5 from the evaporator 3 to the condenser 6 is preferably arranged; - alternatively, another pipe connection 8 from the condenser 6 to the evaporator-
N melle 3;N for 3;
OO
N eo 20 —- höyrystetään lämmönsiirtoaine höyrystimessä 3; 3 - siirretään painovoimavaikutteisesti lämmin höyry höyrystimeltä 3 lauhduttimelle 6N eo 20 —- the heat transfer agent is vaporized in vaporizer 3; 3 - warm steam is transferred from the evaporator 3 to the condenser 6 under the influence of gravity
E edullisesti vähintään yhtä putkiyhteyttä 5 pitkin ilman kompressoria tai venttiilejä; = - siirretään lämpöenergia lauhduttimella 6 lämmönsiirtoaineesta huoneilman tuloil-E preferably along at least one pipe connection 5 without a compressor or valves; = - thermal energy is transferred with the condenser 6 from the heat transfer medium to the room air supply
S maan, jolloin lämmönsiirtoaine palautuu nesteeksi;S earth, when the heat transfer medium returns to liquid;
OO
N 25 —- siirretään painovoimavaikutteisesti lämmönsiirtoaine lauhduttimelta 6 höyrysti- melle 3 edullisesti vähintään yhtä putkiyhteyttä 5 pitkin ilman kompressoria tai vent- tiilejä.N 25 —- the heat transfer agent is transferred by gravity from the condenser 6 to the evaporator 3, preferably along at least one pipe connection 5 without a compressor or valves.
Vaihtoehtoisesti voidaan siis järjestää vain yksi putkiyhteys, jota pitkin sekä neste- mäinen että höyrystynyt lämmönsiirtoaine liikkuvat samanaikaisesti tai voidaan jär- jestää erillinen putkiyhteys nestemäiselle lämmönsiirtoaineelle ja höyrystyneelle lämmönsiirtoaineelle. —Keksinnön mukainen menetelmä rakennuksen tuloilman lämmittämiseen voi lisäksi käsittää tuloilman suodatuksen suodattimella 11 ennen tuloilman virtausta lauhdut- timelle 6.Alternatively, only one pipe connection can be arranged along which both liquid and vaporized heat transfer medium move simultaneously, or a separate pipe connection can be arranged for liquid heat transfer medium and vaporized heat transfer medium. —The method according to the invention for heating the incoming air of the building can additionally comprise filtering the incoming air with a filter 11 before the incoming air flows to the condenser 6.
Keksinnön mukaisesti tuloilman lämmityksen teho säätyy automaattisesti lämmitys- patterin 2 ja ulkoilman lämpötilaeron vaikutuksesta ilman erillisiä säätimiä, jolloin —lämmönsiirtoaineen kierto tehostuu lämpötilaeron kasvaessa automaattisesti.According to the invention, the power of the supply air heating is automatically adjusted due to the effect of the temperature difference between the heating coil 2 and the outside air without separate controls, whereby the circulation of the heat transfer medium is automatically enhanced as the temperature difference increases.
NOF
NOF
OO
NOF
© <Q o© <Q o
OO
I a aI a a
LOLO
NOF
LOLO
LO oLO o
OO
NOF
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20195575A FI129969B (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Arrangement and method for heating supply air in a building |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20195575A FI129969B (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Arrangement and method for heating supply air in a building |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20195575A1 FI20195575A1 (en) | 2020-12-29 |
FI129969B true FI129969B (en) | 2022-11-30 |
Family
ID=74672838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20195575A FI129969B (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Arrangement and method for heating supply air in a building |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI129969B (en) |
-
2019
- 2019-06-28 FI FI20195575A patent/FI129969B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20195575A1 (en) | 2020-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8640474B2 (en) | System and method for increasing the efficiency of a solar heating system | |
US6347527B1 (en) | Integrated system for heating, cooling and heat recovery ventilation | |
TWI646291B (en) | Floor air conditioning system | |
JP2012184912A (en) | Air conditioning device using underground heat | |
CA2899460A1 (en) | Dedicated outdoor air system with pre-heating and method for same | |
WO2014072743A1 (en) | Heating system | |
SK95996A3 (en) | A method and system for transferring heating and/or cooling power | |
US4616487A (en) | Low energy consumption air conditioning system | |
FI129969B (en) | Arrangement and method for heating supply air in a building | |
CN103375911B (en) | Heat-pump hot-water and heat-pump dehumidification device | |
EP2450641B1 (en) | An installation for heat recovery from exhaust air using a heat pump, and a building comprising said installation | |
KR100567603B1 (en) | air conditioner using geo-thermal air | |
KR101092041B1 (en) | system for supplying of hot water in an apartment house | |
RU2525818C2 (en) | Method of use of atmospheric heat pump in systems of air conditioning in buildings with recovery of heat energy and humidity of exhaust air and device for its implementation | |
KR100830404B1 (en) | Room heating apparatus | |
CA1119010A (en) | Heating installation for a residential room, using a heat pump | |
KR102009297B1 (en) | heat pump boiler system with Artificial Intelligence Type | |
US20100197215A1 (en) | Air flow in enclosed spaces | |
JP2017172901A (en) | Ventilation device | |
FR3064725B1 (en) | INSTALLATION FOR THE THERMAL REQUIREMENTS OF A SANITARY WATER BUILDING AND HEATING COMPRISING A THERMODYNAMIC HEATING | |
JP2012063032A (en) | Terrestrial heat utilizing system for air-conditioning | |
KR101092110B1 (en) | An individual geothermal heating and cooling system in an apartment house | |
US8079232B2 (en) | Method and apparatus for improving the efficiency of a heat pump HVAC system | |
RU2443944C1 (en) | System of ventilation and heating of bathrooms in multistory buildings | |
KR100205204B1 (en) | Low pollution cooling/heating boiler of cooler using waste heat |