FI60606C - Anordning foer oeverfoering av vaerme fraon fraonluft fraon ett utrymme till tilluft till naemnda utrymme - Google Patents

Description

ΓβΙ M1,KUULUTUSjULKAISU An/n/ LJ (11) UTLÄGGN I NGSSKRIFT O U O U 0 • Patentti myönne tty 10 02 1982 gCTvO) ' Patent meddelat ^ (51) Kv.ik.3/Ir*t.ci.3 F 24 P 5/00 SUOMI — FINLAND (21) ΡΜ·η«ΙΙ«Ιι·ιηυ* — P««nun«6knlnS 802270 (22) Hakamitptlvi — Anattkntnpdag 17*07· 80 * * (23) Alkupllvt—Glltlghctfdag 10.12*76 (41) Tulkit luikita kai — Bllvit offentllj 17.07* 80

Patentti- ja rekisterihallitus ... ....

_ , . . . . . - (44) Nlhtlvlkilptncn »kuul.|ulkalxun pvm. — _

Patent-och registerstyrelsen v ' Amftkin uti.fd och uti.»krift«n pubOond 30.10.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuolkeui—Bejird prlorltet 22.12.75

Ruotsi-Sverige(SE) 751^*560-7 (71) Aktiebolaget Atomenergi, S-6ll 82 Nyköping, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Peter Heinrich Erwin Margen, Nyköping, Ruotsi-Sverige(SE) (7k) Oy Roister Ab (5U) Laite lämmön siirtämiseksi tilasta poistuvasta poistoilmasta mainittuun tilaan menevään tuloilmaan - Anordning för överföring av värme frän fränluft frän ett utrymme till tilluft tili nämnda utrymme (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 763559 (kuulutusjulkaisu 60605) -Avdelad frän ansökan 763559 (utläggningsskrift 60605)

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 laji-määritelmässä määriteltyä lajia oleva laite.

On tärkeää ottaa talteen asuintaloista, tehdashuoneistoista, kaivoksista jne poistuvan ilman lämpö. Eräässä tunnetussa tavassa, jolla tämä voidaan jossain määrin saada aikaan, poistoilmajohtoon kytketään lämmönvaihdin, joka jäähdyttää poistoilman ja siten imee itseensä osan sen sisältämästä lämmöstä, ja tuloilmajohtoon kytketään lämmönvaihdin, joka lämmittää tuloilman. Molemmat lämmönvaihti-met on kytketty piiriin, joka sisältää kiertopumpun. Piirin lämmön-siirtoväliaineena voidaan käyttää nestettä, kuten vesiglykoliseosta, jolloin estetään lämmönsiirtoväliaineen jäätyminen lämmönvaihtimis-sa, kun ilman lämpötila on hyvin alhainen.

Tämän tyyppisten tunnettujen laitteiden eräänä ongelmana on, 2 60606 ettei poistoilmaa voida jäähdyttää riittävän suuressa määrin ilman, että lämpimän poistoilman aina sisältämä neste lauhtuu poistoilmaa jäähdyttävän lämmönvaihtimen pinnalla ja muodostaa huurretta tai jäätä tähän lämmönvaihtimeen, jos poistoilman lämpötila poistokoh-dassa on alhainen. Huurteen tai jään muodostuminen poistoilmanläm-mönvaihtimen pinnalle huonontaa lämmönsiirtoa ja lisää vastusta poistoilmakanavassa. Tämä jään ja huurteen muodostus voi lopulta aiheuttaa poistoilmakanavan tukkeutumisen. Tämä ilmiö rajoittaa poistoilman jäähdytyksen laajuutta ja siten talteenotettavan lämmön määrää.

Tyypillisessä esimerkissä esim. kaivoksesta tulevan poisto-ilman lämpötila on 7°C. jo silloin, kun poistoilma jäähdytetään 0°:n vaiheille poistoilmalämmönvaihtimen avulla, alkaa huurretta ja jäätä kertyä lämmönvaihtimen pinnalle. Jos kaivoksen tuloilman lämpötila on esim. -25°C, kuten Pöhjois-Ruotsissa voi olla, voidaan ainoastaan n. 25 % tuloilman johdetusta kokonaislämpöenergiasta ottaa talteen, jos halutaan välttyä voimakkaalta huurteen ja jään muodostukselta poistoilmalämmönvaihtimen pinnalla. Taloudellisesti ja poltto-ainepoliittisesti on tärkeää kehittää laitteita, jotka lisäävät talteenotettavan lämpöenergian käyttöosaa ilman jään ja huurteen muodostuksesta johtuvaa laitteen viellisen toiminnan vaaraa.

Keksinnön mukainen laite täyttää mainitun tarkoituksen, ja se on tunnettu oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyistä tunnusmerkeistä. Keksinnön mukainen laite samoin kuin sen suoritusmuodot määritellään lähemmin oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuv. 1 esittää keksinnön erästä suoritusmuotoa. Kuviot 2 ja 3 esittävät kahta keksinnön suoritusmuotoa, jossa lisä-lämmönlähde on sovitettu helpottamaan huurteen poistoa.

Kuviossa 1 esitetään kaaviollisesti tilaa 1, kuten kaivosta tai sentapaista, jossa on tuloilmakanava 2 ja poistoilmakanava 3. Tuulettimet on normaalisti sovitettu, mutta ei esitetty, ilman kiertoa varten tilan 1 läpi. Ensimmäinen lämmönvaihdin 4 on sovitettu tuloilmakanavaan 2. Toinen lämmönvaihdin 5 on sovitettu poistoilma-kanavaan 3. LämmÖnvaihtimet 4 ja 5 on kytketty suljettuun, nesteellä täytettyyn piiriin 6. Nesteenä voi olla vesi-glykoliseos.

3 60606

Ohitusjohto on sovitettu rinnakkain toisen lämmönvaihtimen 5 kanssa. Kerrostyyppinen lämpöakku 8 on kytketty piiriin 6 ja kylmältä puoleltaan liitetty ohitusjohtoon 7. Piirissä 6 on kieropumppu 18, joka ylläpitää nesteen kiertoa ainakin ensimmäisen lämmönvaihtimen 4 kautta. Piirissä on akun 8 ja toisen lämmönvaihtimen 5 välillä elin 9. Elimenä 9 voi olla sulkuventtiili tai vaihtosuuntainen kiertopumppu.

Kuviossa 1 esitettyä laitetta käytettäessä piirustuksessa esimerkkinä esitetyissä lämpötilaolosuhteissa esiintyy suhteellisen luhyen käyttääjän jälkeen jään ja huurteen muodostusta toisessa läm-mönvaihtimessa 5. Kun jään muodostus alkaa vakavasti rajoittaa piirin 6 poistollman ja nesteen välistä lämmönvaihtoa, voidaan venttiili 9 sulkea. Tällöin poistoilma, jonka lämpötila esimerkissä on 7°C, saa aikaan huurteen poiston toisesta lämmönvaihtimesta, samalla kun lämmönsyöttöä lämmönvaihtimeen 4 ylläpidetään akkuun 8 kertyneen lämpimän nesteen avulla. Sen käyttöjakson aikana, jolloin huurteen poistoa ei tapahdu, huolehditaan nimittäin siitä, että ainoastaan osa toisessa lämmönvaihtimessa lämmitetystä nesteestä (suoraan) kuljetetaan edelleen ensimmäiseen lämmönvaihtimeen 4, samalla kun loppuosa toisessa lämmönvaihtimessa lämmitetystä nesteestä varastoidaan akkuun sen ajanjakson ajaksi, jolloin venttiili 9 pidetään suljettuna.

Jos elimet 9 muodostuvat vaihtosuuntaisesta kiertopumpusta on sovitelma sellainen, että kiertopumppu 9 normaalissa tapauksessa pumppaa nestettä toisesta lämmönvaihtimesta 5 akkuun 8. Kun toisesta lämmönvaihtimesta 5 aiotaan poistaa huurre, pumpun 9 käyntisuuntaa vaihdetaan, niin että se pumppaa lämmintä nestettä akusta 8 lämmönvaihtimen 5 läpi. Tässä tapauksessa lämmintä nestettä pumpataan siis akusta 8 sekä lämmönvaihtimen 4 että lämmönvaihtimen 5 läpi. Tämän ansiosta lämmönvaihtimeen 5 kertyneen huurteen ja jään sulattaa sekä ulkopäin lämmin poistoilma että sisältäpäin akusta tuleva lämmin neste.

Ulkoinen lämmönlähde 10, kuten öljypoltinlaite, voidaan sovittaa jälkilämmittämään lämmönvaihtimessa 4 esilämmitettyä tuloilmaa, jotta varmistettaisiin, ettei tilaan 1 tulevan tuloilman lämpötila ole sopimattoman alhainen. Tällöin on myös otettava huomioon olosuhteet poistoilmakanavassa, jossa tilasta 1 poistuvan 4 60606.

poistoilman lämpötilan tulee reilusti ylittää 0°C, niin että lämmön-vaihtimesta 5 voidaan poistaa huurre myös ulkoapäin tapahtuvalla lämmön syötöllä, ts. siten että suhteellisen lämmin poistoilma sulattaa huurteen muoviputkilämmönvaihtimesta 5.

Venttiili tai pumppu 9 voidaan kytkeä aikakytkimeen (ei esitetty) , joka ohjaa niitä ja huolehtii siitä, että venttiili suljetaan tai pumpun suuntaa muutetaan vuoron perään ennalta määrättyjen ja yhtä pitkien aikavälien aikana jaksottaisella tavalla. Aikavälin pituus voidaan määrätä laitoksen käytön aikana saatujen kokemusperäisten arvojen mukaan. Vaihtoehtoisesti voidaan tunnustella poistoilman paineen aleneminen toisen lämmönvaihtimen 5 läpi ja tämän paineen alenemisen avulla (joka on huurteen ja jään muodostuksen mitta) suorittaa asianomaisen elimen 9 ohjaus, jotta lämmönvaihtimen huurteen poisto olisi mahdollinen. Lisäksi voidaan huurteen poistojakson pituus määrätä esim. lämpötilaherkän elimen avulla, joka tunnustelee lämpötilan lämmönvaihtimen pinnan läheisyydessä ja huolehtii siitä, että esim. venttiili 9 avautuu, kun lämpötila ylittää 0°. Vaihtoehtoisesti voidaan ko. venttiilin 9 antaa avautua, kun poistoilman paineen aleneminen lämmönvaihtimen 5 läpi alittaa ennalta määrätyn arvon.

Kuviossa 2 esitetään kuvion 1 mukaista laitetta vastaava laite. Lisäksi siihen on kuitenkin sovitettu rinnakkaisjohto 25, joka on sijoitettu niin, että se ohjaa piirin 6 virtauksen kiertopumpun 18 ja ensimmäisen lämmönvaihtimen 4 välisestä pisteestä ensimmäisen sivu-virta johdon 7 ja toisen lämmönvaihtimen 5 väliseen pisteeseen. Rinnakkais johdossa 25 on lisälämmönlähde 23, joka voi olla esim. uppo-lämmitin. Virtauksen jakauman ohjaamiseksi piirin 6 ja rinnakkaisjohdon 25 välillä on ensimmäinen venttiili 20 sovitettu rinnakkaisjohtoon 25 ja toinen venttiili 21 sovitettu lämmönvaihtimen 4 viereen. Venttiilejä 20 ja 21 säädetään siten, että lämpimän nesteen tietty virtaus akusta 8 lämmönvaihtimen 4 läpi säilyy silloinkin, kun lämmön-vaihtimesta 5 poistetaan huurretta.

Uppolämmitin 23 lämmittää rinnakkaisjohdon 25 nestevirran tasolle, joka vastaa virran lämpötilan elenemista lämmönvaihtimessa 5 tämän huurteen poiston aikana, niin että lämmönvaihtimesta 5 poistuvan ja akkuun 8 tulevan virran lämpötila ei liian voimakkaasti poikkea akun 8 lämpimän osan lämpötilasta.

Kuviossa 3 esitetään vaihtoehtoinen tapa kytkeä lisälämmönlähde 23 keksinnön mukaiseen laitteeseen. Tässä tapauksessa on käytetty 5 60606 toista ohitusjohtoa 7B, joka ulottuu kiertopumpun 9 ja akun 8 välisestä pisteestä ohitusjohdon 7 ja toisen lämmönvaihtimen 5 väliseen pisteeseen. Virtauksen jakauma piirin 6 ja toisen ohitusjohdon 7B välillä säädetään venttiileillä 20 ja 21, jotka on sovitettu toisen ohitusjohdon 7B piiristä 6 lähtevään haaraan. Venttiilit 20, 21 voivat tietysti olla kolmitieventtiilejä eikä niiden tarvitse vuotaa minkään pääpiirin 6 virtauksen ohi, koska ohitusjohto 7 huolehtii siitä, että akun 8 ja ensimmäisen lämmönvaihtimen 4 läpi tapahtuva kierto säilyy sinä aikana, kun toisesta lämmönvaihtimesta 5 poistetaan huurre.

Claims (12)

1. Laite lämmön siirtämiseksi tilasta,kuten kaivoksesta tai sentapaisesta,tulevasta poistoilmasta mainittuun tilaan menevään tuloilmaan, joka laite käsittää nesteellä täytetyn piirin (6), jossa on ensimmäinen kiertopumppu (18), ensimmäinen lämmön-vaihdin (4), joka on sijoitettu kosketukseen tuloilmavirran (2) kanssa, toinen lämmönvaihdin (5), joka on sijoitettu kosketukseen poistoilmavirran (3) kanssa, ja ohitusjohto, joka on sovitettu nestepiiriin (6) rinnakkain toisen lämmönvaihtimen (5) kanssa, tunnettu siitä, että ohitusjohto muodostuu kerrostyyppi-sestä akusta (8,7), jonka lämmin puoli on liitetty sarjaan neste-piirin lämpimän osan kanssa ja joka on sovitettu laitteen normaalikäytössä varaamaan osan toisesta lämmönvaihtimesta ensimmäiseen virtaavasta lämpimästä nestevirrasta, ja että toinen kiertopumppu (9) tai sulkuventtiili (9) nestepiirissä (6) on sovitettu ohjaamaan nestevirtaa toisen lämmönvaihtimen läpi sen huurteen poiston aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen kiertopumppu (9) on sijoitettu akun (8) lämpimän puolen ja toisen lämmönvaihtimen (5) väliin, että toinen kiertopumppu (9) on vaihtosuuntainen ja sovitettu pumppaamaan lämmintä nestettä akusta (8) toisen lämmönvaihtimen (5) läpi sen huurteen poistoa varten ja että ensimmäinen kiertopumppu (18) on sovitettu aina pumppaamaan lämmintä nestettä akusta (8) ensimmäiseen lämmönvaihtimeen (4).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toista kiertopumppua ja vastaavasti sulkuventtiiliä (9) ohjaa aikakytkin, joka jaksoittain aiheuttaa sen sulkemisen, niin että poistoilma poistaa huurteen toisesta lämmönvaihtimesta (5).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toista kiertopumppua ja vastaavasti sulkuventtiiliä (9) ohjaa elin, joka havaitsee tietyn jään muodostuksen toisessa läm-mönvaihtimessa (5) ja aiheuttaa tällöin toisen kiertopumpun (9) 7 60606 suunnan vaihdon ja vastaavasti sulkuventtiilin (9) sulkemisen sekä säilyttää tämän tilan, niin kauan kuin toisen lämmönvaihtimen (5) jääpeite on suurempi kuin ennalta määrätty arvo.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sulkujakson pituutta ohjaa ympäristön lämpötila.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sulkujakson pituus on sovitettu käsin säädettäväksi.

6 60606 Patenttivaatimukset:

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että elin havaitsee jään muodostuksen tunnustelemalla poisto-ilman paineen alenemista toisen lämmönvaihtimen (5) läpi.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että elin on sovitettu ylläpitämään huurteen poistoa, kunnes toisen lämmönvaihtimen pintalämpötila on yli 0°C.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen lämmönvaihdin (5) on muoviputkilämmönvaihdin.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen ohitusjohto (7b), joka on sovitettu rinnakkain toisen lämmönvaihtimen (5) kanssa, käsittää lisälämmön lähteen (23), joka on sovitettu toisen lämmönvaihtimen (5) huurteen poiston aikana lämmittämään tämän lämmönvaihtimen läpi virtaavaa nestettä, ja että venttiilielin (20,21) on sovitettu suuntaamaan ainakin osan piirin (6) virtauksesta toiseen ohitusjohtoon (7B).

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että rinnakkaisjohto (25) on sovitettu rinnakkain toisen lämmönvaihtimen (5) ja akun (8) lämpimän puolen kanssa ja että venttiilielin (20,21) on sovitettu ohjaamaan lämpimän nesteen virtauksen jakaumaa akusta (8) ensimmäisen lämmönvaihtimen ja rinnakkais johdon (25) läpi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisälämmön lähde (23) on sovitettu rinnakkaisjohtoon (25), niin että se tarvittaessa voi lämmittää toisen lämmönvaihtimen (5) läpi virtaavaa nestettä sen huurteen poiston aikana. e 60606