FI60928C - Anordning foer energibesparing - Google Patents

Description

[B] (11)KUULUTUSjULKAISU £ Q g n R JfäjTA l J '> UTLÄGGN I NCSSKRIFT C U y £ Ö C (45) Patentti myönnetty 13 04 1932 Patent meddelat ^ v / (51) Ky.ik?/int.ci.3 p 24 F 11/02, F 24 H 9/20 SUOMI—FINLAND (21) p»t«n«lh»k·'™1*-Pwu««*n*eici*ing 7936Θ1 (22) HtkemltpWv· — Aittökningtdag 23.11-79 ' ' (23) AlkupUvi — GUtlghutadag 23.11.79 (41) Tullut lulkbuktl — Bllvlt offuntllg 28.05.80 f»t*nttU |. rekiit.rlh.Wltu· /4« n·—l-l*—. , „ „

Patent· och registarstyralsan v An«*k»n utl»*d och utl.skrtfcn publk*r«d 31.12.81 (32)(33)(31) Pyjrdttty Muoikuus — Bugird prloritet 27.11.78

Itävalta-Österrike(AT) A 81+77/78 Toteennäytetty-Styrkt (71)(72) Georg Wasserfaller, Gratschach 2b, A 9523 Landskron, Karaten, Itävalta-Österrike(AT) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Laite energian säästämiseksi - Anordning för energibesparing

Keksintö käsittelee laitetta energian säästämiseksi huoneiden lämmityksessä tai ilmastoinnissa, joka laite käsittää vähintään yhden huonetermostaatin ja ikkunoiden ja ovien tai senlaatuisten asennosta tai lukitustilasta riippuvia ja vastaaviin huonetermos-taatteihin vaikuttavia kytkimiä.

Tällainen laite on tunnettu jo patentista AT-PS 341 156.

Tässä tunnetussa laitteessa vaikuttavat kaikki huoneen suljettaviin aukkoihin järjestetyt katkaisijat kuumennuslaitteeseen tai aktivoivat sen, mikä puolestaan aiheuttaa huonetermostaatin irtikyt-keytymisen saattamalla se havaitsemaan todellista korkeampi huone-lämpötila ja siten huonelämmityksen energiansyötön katkaisemisen.

Tällä laitteella ovat mahdollisia kuitenkin vain hyvin vähäiset energiansäästöt ja nekin ainoastaan lämmityskäytössä, mutta ei jäähdytyskäytössä, koska huonelämpötilan laskeminen seuraa vain silloin kun jokin huoneen suljettava aukko on avoinna. Jos huonetta ei väliaikaisesti käytetä, niin ovat ovi ja ikkunat normaalisti 2 60928 suljetut, joten tässä tapauksessa huonelämpötila pidetään huoneter-mostaatin ennalta asetetussa arvossa. Huonelämpötilan lasku seuraa siten vain sinä useimmiten suhteellisen lyhyenä aikana jona ikkuna tai ovi on auki, niin että tästä syystä vain hyvin vähäiset energian säästöt ovat mahdollisia.

Keksinnön tarkoituksena on esittää alussa mainitun kaltainen laite, joka varmistaa merkittävän energian säästön sekä lämmitys-että jäähdytyskäytössä.

Keksinnön mukaisesti tämä saavutetaan siten, että toisaalta ikkunoihin ja toisaalta oviin liittyvät kytkimet vaikuttavat erilaisesti yhtä huonetta tai yhteenkuuluvaa huoneiden ryhmää varten sovitettuun huonetermostaattiin, jolloin ikkunoita valvovat kytkimet ikkunan aukioloa vastaavassa tilassaan muuttavat kytkentäpistettä voimakkaammin kuin ovia valvovat kytkimet, joiden kautta aikaansaadaan niiden lukittua ovea vastaavan asennon vaikutus, mikä ovi on tarkoituksenmukaisesti ainoastaan sisältäpäin suljettava.

Siten saavutetaan, että koko sen ajan jonka ovi on lukittu ja huonetta ei käytetä, huonelämpötila on alennettuna määrätyn määrän tai jäähdytyskäytössä sallitaan korkeampi huonelämpötila, minkä kautta molemmissa tapauksissa erityisesti pitkään käyttämättömänä huoneen ollessa kyseessä saavutetaan merkittävä energian säästö. Lämpötilan vaihtelun määrä termostaattiin asetellusta arvosta valitaan tarkoituksenmukaisesti niin, että aseteltu lämpötila on taas suhteellisen lyhyessä ajassa saavutettavissa, niin että lämpötilaltaan vaihtoehtoisesti laskettuun tai nostettuun huoneeseen astuva henkilö tuntee vallitsevat olosuhteet jossainmäärin miellyttäviksi. Lammityskäytössä on esim. ulkoa lukitun oven tapauksessa n. 6 K lämpötilan lasku osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi, sitä vastoin saattaisi kuitenkin jäähdytyskäytössä n. 3-6 K lämpötilan nosto osoittautua tarkoituksenmukaiseksi. Jäähdytyskäytön tapauksessa esiintyy tämän lisäksi se etu, että lämpötilaero mahdollisesti hyvin korkean ulkolämpötilan ja ilmastoidun huoneen välillä pienenee.

Lisäenergiansäästöä saavutetaan ikkunaa valvovan kytkimen kautta tapahtuvalla voimakkaammalla huonetermostaatin kytkentäpisteen muutoksella tapauksessa, jossa avataan ikkuna. Ikkunaa avat- 3 60928 taessa muuttuu huonetermostaatin kytkentäpiste suhteellisen paljon noin 10 K tai enemmän, minkä kautta energiansyöttö huoneen lämmitykseen tai jäähdytykseen hyvin voimakkaasti pienenee. Sitä paitsi innostaa tämä lämmitys tai jäähdytyslaitteen käyttötapa huoneen käyttäjiä sillä he voivat aina tuulettaa huoneen täysin, kuitenkin lyhyesti, ilman että siitä aiheutuu kuten muussa tapauksessa epämiellyttävä huonelämpötila.

Sen tosiasian perusteella, että raikkaan happipitoisen ilman lämpötilan muuttaminen vaatii vähemmän energiaa kuin typpi- tai hiilidioksidipitoisen ilman, saavutetaan siten vielä lisäenergian-säästöä.

Ensisijaisesta keksinnön suoritusmuodosta huomataan, että ikkunoita valvoat kytkimet ovat rinnankytketyt ja kyseessä olevassa tapauksessa vaikuttavat vaihtokytkimen kautta huonetermostaatin kytkentäpistettä muuttavaan elementtiin esim. kuumennusvastukseen tai Peltier-elementtiin ja ovia valvovat kytkimet vaikuttavat toiseen samanlaatuiseen elementtiin, jolloin kyseessä olevassa tapauksessa vaihtokytkin myös on sovitettu väliin.

Tällä tavalla saadaan hyvin yksinkertainen kytkentärakenne, jossa vaihtokytkin ilmastointilaitteen tapauksessa toimii tarkoituksenmukaisesti lämpötilariippuvaisesti toisin sanoen automaattisesti suorittaa vaihdon lämmityskäytöstä jäähdytyskäyttöön ja päinvastoin.

Itsestäänselvästi on myös mahdollista asetella huonetermostaatin kytkentäpiste mekaanisesti esim. kytkimien avulla ohjattavalla sähkömekaanisella laiteella.

Toiselle hyvin edulliselle keksinnön suoritusmuodolle on ominaista, että ovea tai ovia valvova kytkin tai kytkimet aktivoivat saman huonetermostaatin kytkentäpistettä muuttavan elementin kuten esim. kuumennusvastuksen tai Peltier-elementin kuin ikkunoita valvoat kytkimet, jolloin molemmat kytkinpiirit on kytketty samaan edullisesti esim. 24 V pienjännitteeseen kuitenkin ovia valvovien kytkimien kytkinpii-riin on liitetty etuvastus, joka kyseessä olevassa tapauksessa on osa jännitteenjakokytkennästä, jolloin tulee mahdolliseksi hyvin kompakti huonetermostaatin rakenne ja saavutetaan säästöä sähköjohti-mien asennuksessa siinä tapauksessa, että etuvastus on järjestetty kytkimen yhteyteen.

Keksintöä selvitetään seuraavassa lähemmin kuvioiden avulla.

4 60928

Kuviot 1 ja 2 esittävät kahta erilaista keksinnön suoritusmuotoa.

Lämmityksen ja vaihtoehtoisesti tai jäähdytyksen energiansyöttöön kytkettyä tai sen mahdollistavaa laitetta 2 ohjataan huonetermostaatilla 1 tai 1'. Laite 2 voi muodostua esim. kuumavesi- tai höyryläm-mityksen sähköisesti ohjattavasta venttiilistä, sähköisen regenera-tiiviuunin puhallinmoottorista, lämpöpumpusta, jäähdytyskoneesta tai ilmastointilaitteesta tai releestä, joka kytkee tämän laatuisia kojeita.

Huonetermostaatti 1 tai 1' käättää termisesti avattavan kytkimen 3, joka kytkimen 4, joka vastaa aseteltua lämpötila-arvoa, avaa tai sulkee ylitettäessä tai alitettaessa ennalta aseteltu arvo. Itsestään selvästi voidaan kytkin 3 korvata aseteltavilla lämpötiloilla toimivalla elektronisella vastinkytkennällä, jolloin tässä tapauksessa kytkin 4 on tarkoituksenmukaisesti rakennettu elektroniseksi kytkimeksi .

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa on huonetermostaattiin sovitettu kaksi kuumennusvastusta 5,5' ja yksi Peltier-elementti 6 kytkimen 3 läheisyyteen ja siten on mahdollista muuttaa lämpötilaa kytkimen 3 välittömässä läheisyydessä ja siten muuttaa sen kytkentäpistettä suhteessa todelliseen vallitsevaan huonelämpötilaan, niin pian kuin niihin kytketään aputasajännite U'.

Kuumennusvastus 5 on kytketty kaksinapaisen vaihtokytkimen 7 kautta toisin sanoen minkä kytkimen yhdet koskettimet ovat kytketyt jonkin oven lukitustilaa valvovaan kytkimeen 8, joka on suljettu tapauksessa, jossa ovi on lukittu. Eräs tähän tarkoitukseen tarkoitettu lukko-kytkinlaite on esitetty esim. patentissa AT-PS 297869, jossa kytkin toimii erään oven lukon avattavan osan esim. salvan tai avattavan lukonkielen avulla. Periaatteessa ei ole millään tavoin tarpeellista toteuttaa kytkintoimintaa oven lukon avautuvan osan avulla. Ovathan tunnettuja lukot, jotka vastaavien osien ja mahdollisesti kiinnitettyjen salpausosien ja lukitsevasta toimivien lukonkielien avulla ovat lukittavissa vain pelkällä oven sulkemisella ja jotka voidaan jälleen avata ainoastaan avaimella. Näissä tapauksissa voidaan esim. lukon kielen siirtymistä verrattuna lukitustilassa olevaan sal-pausosaan käyttää lukkoon sisäänrakennetun kytkimen ohjaamiseen.

Jos kytkin 8 tai jokin kytkin rinnankytketystä ovia valvovien kytkimien ryhmästä on suljettu niin on kuumennusvastus 5 kytketty 5 60928 apujännitteeseen U' ja lämmittää kytkimen 3 ympärystää, minkä kautta sen kytkentäpiste siirtyy todellisesta huonelämpötilasta alaspäin.

Toinen kuumennusvastus 5', joka on vastusarvoltaan pienempi kuin kuumennusvastus 5 ja siten luovuttaa enemmän lämpövaikutusta kuin kuumennusvastus 5, on kytketty vaihtokytkimen 7 toisten kosket-timien kautta kytkimeen 9 tai ryhmään rinnankytkettyjä koskettimia 9, jotka ovat suljettuja siinä tapauksessa, että kyseinen ikkuna ei ole suljettu. Jos avataan ikkuna niin kytkeytyy kuumennusvastus 5' apujännitteeseen U' ja lämmittää kytkimen 3 ympärystää voimakkaammin kuin oli laita kuumennusvastuksen 5 tapauksessa. Kytkimen 3 kytkentäpiste siirtyy siten vielä alhaisempaan huonelämpötilaan kuin oven ulkoapäin avaamisen tapauksessa olu kyse.

Keksintö on sovellettavissa myös ilmastointilaitteisiin, silloinkin kun ne toimivat jäähdytyskäytössä. Tässä tapauksessa vaihdetaan yksinkertaisesti vaihtokytkimen 7 tai 7' asentoa.Kuvion 1 tapauksessa kytketään erään kytkimen 9 sulkemisella, jonka aikaansaa jonkin ikkunan avaaminen,Peltier-elementti 6,61 suoraan aputasajännitteeseen U' minkä lisäksi juotoskohta 6 on järjestetty lähelle kytkintä 3, kun sitävastoin toinen juotoskohta 61 pidetään kiinteässä tai vain hitaasti muuttuvassa lämpötilassa esim. siten, että se on liitetty huoneenlämpötilassa olevaan erittäin hyvin lämpöä johtavasta materiaalista valmistettuun kappaleeseen. Apujännitteen U' napaisuus on valittu siten, että juotoskohta 6 ja siten myös kytkimen 3 ympäristö jäähtyy, niin että sen kytkentäpiste siirtyy todellisen huonelämpötilan suhteen ylöspäin.

Jos sitävastoin suljetaan kytkin 8, niin kytketään Peltier-elementti 6,61 jännitteen jakajan 10,11 vastuksen 11 yli pudotettuun jännitteeseen, mihin jännitteen jakajaan on lisäksi asennettu diodi 12, joka kytkimen 9 ollessa kytkettynä ja vaihtokytkimen 7 vastaavasti aseteltuna yhdistää virran vastuksen 11 yli. Juotoskohdan 6 jäähdytys-vaikutus pienenee siten laskeneen jännitteen johdosta ja kytkimen 3 kytkentäpiste siirtyy vähemmän ylöspäin huonelämpötilan suhteen kuin kytkimen 9 sulkemisen eli ikkunan avaamisen yhteydessä.

Kuvion 2 mukainen suoritusmuoto eroaa jossain määrin kuviosta 1 kuitenkin oleellisesti ainoastaan siinä, että eräs tai myös useampia rinnankytkettyjä jonkin oven lukitustilaa valvovia kytkimiä 8 on kytketty etuvastuksen 51 kautta toiseen apujännitteen U' napaan ja että siinä on vain yksi termostaatista 1' kytkimiin 8 ja 9 johtava 6 60928 johdin. Kuumennusvastus 5' on siten kaikkien kytkimien 8 ja 9 avulla kytkettävissä apujännitteeseen vaikkakin kytkimen 3 kytkentäpisteeseen aikaansaadaan erilainen vaikutus suhteessa huonelämpötilaan kytkimen 8 yhteyteen kytketyn etuvastuksen 51 avulla.

Jäähdytyskäytössä, jolloin vaihtokytkimen 7' asento on vaihdettu ja joka vaihtokytkin voi olla myös yksinapainen, muodostavat kytkimen 8 ollessa suljettuna vastus 51 yhdessä vastuksen 11 kanssa jännitteen-jakajan, jolloin tässä tapauksessa Peltier-elementtiä 6,61 käytetään vastuksen 11 yli pudotetulla jännitteellä. Juotoskohdan 6 jäähdytysvai-kutus on siten pienempi kuin tapauksessa, jossa yksi kytkimistä 9 on suljettu ja vastuksella 11 on koko apujännite U'.

Luonnollisesti ovat erilaiset muunnokset mahdollisia. Siten voidaan esim. yksinomaan lämmityskäytössä olevissa laitteissa luopua Peltier-elementistä, kuten myös toisaalta yksinomaan jäähdytyskäytössä toimivassa laitteistossa voidaan luopua kuumennusvastuksista. Sitäpaitsi olisi myös mahdollista varustaa huonetermostaatti kahdella Peltier-elementillä, joilla olisi erilainen jäähdytysvaikutus esim. erilaisen materiaaliyhdistelmän johdosta ja pitää kytkimen 8 ohjaama piiri erillään kytkimien 9 ohjaamasta piiristä. Tässä tapauksessa olisi myös mahdollista kytkeä kuumennusvastukset vaihtojännitteeseen esim. verkkojännitteeseen ja varustaa vain Peltier-elementit tasa-jännitteellä.

Claims (3)

7 60928 Pateenttivaatimukset:

1. Laite energian säästämiseksi huoneiden lämmityksessä tai ilmastoinnissa, joka laite käsittää vähintään yhden huonetermostaatin (1, 1') ja ikkunoiden ja ovien tai senlaatuisten asennosta tai lukitus-tilasta riippuvia ja vastaaviin huonetermostaatteihin vaikuttavia kytkimiä (8, 9), tunnettu siitä, että toisaalta ikkunoihin ja toisaalta oviin liittyvät kytkimet (9 tai 8) vaikuttavat erilaisesti yhtä huonetta tai yhteenkuuluvaa huoneiden ryhmää varten sovitettuun huonetermostaattiin (1, 1'), jolloin ikkunoita valvovat kytkimet (9) ikkunan aukioloa vastaavassa tilassaan muuttavat kytkentäpistettä voimakkaammin kuin ovia valvovat kytkimet (8), joiden kautta aikaansaadaan niiden lukittua ovea vastaavan asennon vaikutus, mikä ovi on tarkoituksenmukaisesti ainoastaan sisältäpäin suljettava.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ikkunoita valvovat kytkimet (9) ovat rinnankytketyt ja vaikuttavat vaihtokytkimen (7, 7') kautta huonetermostaatin kytkentäpistettä muuttavaan elementtiin esim. kuumennusvastaukseen (5') tai Peltier-elementtiin (6,61), ja ovia valvovat kytkimet (8) vaikuttavat toiseen samanlaatuiseen elementtiin (5), jolloin vaihtokytkin myös on sovitettu väliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ovea tai ovia valvova kytkin tai kytkimet (8) aktivoivat saman huonetermostaatin (11) kytkentäpistettä muuttavan elementin kuten esim. kuumennusvastuksen (5') tai Peltier-elementin (6, 61. kuin ikkunoita valvovat kytkimet (9), jolloin molemmat kytkin-piirit on kytketty samaan edullisesti esim. 24V pienjännitteeseen, kuitenkin ovia valvovien kytkimien (8) kytkinpiiriin on liitetty etuvastus (51), joka on osa jännitteenjakokytkennästä (51, 11).