FI61755B - Anlaeggning foer oeverfoering av vaerme-energi fraon fraonluften i en byggnad till uppvaermningscirkulationsvattnet - Google Patents

Description

1 61755

Laitteisto lämpöenergian siirtämiseksi rakennuksen poisto-ilmasta lämmityskiertoveteen Tämän keksinnön kohteena on laitteisto lämpöenergian 5 siirtämiseksi rakennuksen poistoilmasta lämmityskiertoveteen, jossa rakennuksessa on lämmitysvesikiertopiiri, poistoilma-kanava ja korvausilmakanava, jolloin laitteistoon kuuluu lämpöpumppupiiri, joka koostuu kylmäainetta kierrättävästä laitteesta, kuten kompressorista, poistoilmakanavan yhteyteen 10 sovitetusta höyrystimestä ja lauhduttimesta ja lauhduttimen yhteyteen sovitettu lämmönsiirrin, jonka kautta lämmityskier-tovesi on sovitettu kulkemaan.

Ennestään tunnetaan laitteistoja, joissa poistoilman lämpöenergiaa siirretään lämpöpumppupiirin avulla lämpimään 15 käyttöveteen, koska poistoilmasta saatava lämpöenergiamäärä kattaa yleensä lämpimän käyttöveden vaatiman energiatarpeen. Mahdollista ylimäärälämpöä on näissä tapauksissa joskus siirretty lämmityskiertoveteen. Suomalaisen patentin n:o 57017 mukaisessa ratkaisussa siirretään poistoilman sisältämää 20 lämpöenergiaa lämpöpumpun avulla käyttöveteen ja/tai rakennuksen kiertoilmaan.

Käytännössä on osoittautunut, että mikään poistoilmasta lämpöä ottava lämpöpumppu eli poistoilmalämpöpumppu ei yksinään pysty selviytymään rakennuksen lämmityksestä ja lämpi-25 män käyttöveden valmistuksesta ainakaan talvikautena. Jos lämpöpumppu lämmittää pelkästään käyttövettä, joutuu se talvi-aikanakin luovuttamaan lauhdutuslämpöä yhtä korkeassa lämpötilassa kuin kesäaikanakin, eikä voida käyttää mitenkään hyväksi talviaikana esiintyviä alhaisempia lämpötiloja. Jos 30 poistoilmalämpöpumppu lämmittää käyttövettä sekä ylimäärä-lämmöllä lämmityskiertovettä, voidaan lämmityskiertoveden lämmityksen osalta käyttää hyväksi hieman alhaisempia lämpötiloja, joita esiintyy lämmityskiertovesiverkoston paluupii-rissä, jos lämpöpumpun lauhdutusteho ohjataan em. paluuveteen. 35 Jos poistoilmalämpöpumppu lämmittää käyttövettä ja/tai rakennuksen kiertoilmaa ei em. epäkohtia ole, mutta tämänkaltainen laite sopii vain ilmalämmitystaloihin.

2 61755 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laitteisto, jonka avulla poistoilmasta saadaan talteen entistä suurempi lämpöenergiamäärä siirrettäväksi lämmitystarkoituksiin. Keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista, että korvausilma-5 kanavan yhteyteen on sovitettu kaksi lämmönsiirrintä, joista toinen on sovitettu lämpöpumppupiirin kylmäaineen virtaussuun-nassa katsottuna lauhduttimen jälkeen ja toinen on sovitettu lämmitysvesikiertopiiriin lämmönjakolaitteiden jälkeen ja ennen lauhduttimen yhteyteen sovitettua lämmönsiirrintä. Kor-10 vausilmakanavan yhteyteen sovitettujen lämmönsiirtimien ansiosta jäähtyvät sekä lämpöpumppupiirin kylmäaine että läiji— mityspattereiden paluuvesi enemmän kuin vastaavissa tunnetuissa laitteistoissa, minkä ansiosta lämpöpumppupiirin läm-mönsiirtoteho paranee. Samalla voidaan rakennukseen johdet-15 tava korvausilma lämmittää tai esilämmittää sopivaan lämpötilaan.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan lämpöpumppupiirin lämmönsiirrin sijaitsee korvausilmakanavassa ennen lämmitys-kiertovesipiirin lämmönsiirrintä korvausilman virtaussuunnassa 20 katsottuna. Lämpöpumppupiirin kylmäaineen lämpötila laskee tällöin mahdollisimman paljon, mikä lisää höyrystymistehoa ja parantaa lämmön talteenottoa.

Laitteiston rakenteen yksinkertaistamiseksi lämpöpumppupiirin lämmönsiirrin ja lämmityskiertovesipiirin lämmönsiirrin 25 on edullisesti rakennettu yhteen yhdeksi kokonaisuudeksi.

Keksinnön mukaisen laitteiston yhtä edullista suoritusmuotoa selitetään seuraavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa on kaavamaisesti esitetty keksinnön mukaisen laitteiston periaatetta.

30 Piirustuksessa esitetty laitteisto on tarkoitettu käy tettäväksi rakennuksessa, jota lämmitetään lämmityspattereissa virtaavan kiertoveden avulla. Rakennuksesta poistetaan koneellisesti huoneilmaa ja siihen syötetään koneellisesti raikasta ulkoilmaa, ns. korvausilmaa. Laitteiston teho on suurimmil-35 laan talvella, jolloin myös lämmitystarve on suurin.

Piirustuksessa on esitetty keksinnön mukaisen laitteiston lämpöpumppupiiri, joka muodostuu kompressorista 1, 3 61755 lauhduttimesta 2, kylmäainevaraajasta 3, alijäähdytyslämmön-vaihtimesta 4, paisuntaventtiilistä 5 ja höyrystimestä 6. Höyrystin 6 sijaitsee rakennuksen poistoilmakanavassa 7, jossa poistoilma virtaa puhaltimen 8 vaikutuksesta. Lämmitys-5 kiertovesipiirissä on pumppu 13, joka kierrättää lämmitys-vettä lämmönvaihtimen 25 kautta, joka on kytketty lauhdut-timeen 2. Lämmönvaihtimen 25 jälkeen seuraa jälkilämmitys-patteri 15 ja putkilinja 16, joka on yhteydessä varaaja-säiliöön 12. Tässä säiliössä on sähköläramityselementti 17 10 sekä lämmönsiirtimen kierukka 18 lämpimän käyttöveden valmistamiseksi. Varaajasäiliöstä 12 lähtee putkilinja 19 läm-mönjakolaittesiin 20, joiden jälkeen seuraa putkilinja 21 sekä kiertovesipumput 22 ja 23. Näiden pumppujen välistä lähtee putkilinja 14, joka päättyy lämmönsiirtimeen 11, joka 15 on puolestaan yhteydessä pumppuun 13. Lämmönsiirrin 11 sijat-see korvausilmakanavassa 9, jossa virtausta pitää yllä puhallin 10.

Laitteiston ollessa toiminnassa kompressori 1, jonka käyntiä ohjataan varaajasäiliössä 12 olevan veden lämpötilan 20 mukaan, kierrättää kylmäainetta lämpöpumppupiirissä. Höyrystimessä 6 höyrystynyt kylmäaine virtaa tällöin lauhduttimeen 2, jossa se lämmönsiirtimen 25 välityksellä luovuttaa lämpöä lämmityskiertovedelle. Lauhtunut kylmäaine virtaa tämän jälkeen lämmönsiirtimeen 4, jossa siihen kohdistuu alijäähdytys 25 kylmän korvausilman vaikutuksesta. Lämmönsiirtimestä 4 kylmä-aine, jolla on nyt hyvin alhainen lämpötila, virtaa takaisin höyrystimeen 6.

Lämmityskiertovesi, joka on lämmennyt lämmönsiirti-messä 25, jossa kylmäaine on luovuttanut sille lämpöä, vir-30 taa jälkilämmityspatterin 15 kautta, jossa sen lämpötilaa mahdollisesti vielä nostetaan sähkön avulla, ja edelleen put-kilinjaa 16 pitkin varaajasäiliöön 12. Varaajasäiliöstä vesi siirtyy lämmönjakolaitteisiin 20, kuten 1ämmityspattereihin, ja niistä jäähtyneenä putkilinjoja 21 ja 14 pitkin lämmön-35 siirtimeen 11. Täällä lämmityskiertoveden lämpötila laskee edelleen kanavassa 9 virtaavan kylmän korvausilman vaikutuksesta. Saapuessaan jälleen lämmönsiirtimeen 25 lämmityskiertovesi on siten kylmempää kuin putkilinjassa 21 ja sen lauh- 4 61755 duttimesta 2 vastaanottama lämpöenergiamäärä on siten suurempi kuin jos lämmönsiirrintä 11 ei olisi. Samalla korvaus-ilma lämpenee. Lämmönsiirtimellä 4 on vastaava tehtävä läm-pöpumppupiirissä, jossa kylmäaineen alijäähdytys lisää höy-5 rystymistehoa ja parantaa lämmön talteenottoa.

Lämmönsiirtimet 4 ja 11 ovat edullisesti samaa rakennetta, mutta ne voivat olla myös erillisiä yksiköitä. Edellä esitetystä poiketen varaajasäiliö 12 voidaan jättää pois, jolloin lämmin käyttövesi on lämmitettävä erillisessä säi-10 liössä. Myös jälkilämmityspatteri 15 voidaan olosuhteiden niin salliessa jättää pois. Lämmityskiertovesipiiri voidaan muodostaa myös niin, että siinä on vain yksi kiertovesi-pumppu, esimerkiksi pumppu 13. Tällöin käytetään 3-tievent-tiiliä varaajasäiliön 12 alaosaan johtavien putkilinjojen 15 risteyksessä 24 ohjaamassa vesivirtoja. Vaihtoehtoisesti voidaan piiri muodostaa myös kahdella kiertovesipumpulla, esimerkiksi pumpuilla 13 ja 22. Myös tällöin voidaan käyttää 3-tie-venttiiliä varaajasäiliön 12 alaosaan johtavien putkilinjo-jen risteyksessä 24 ohjaamassa vesivirtoja. Korvausilma voi-20 daan ei-lämmityskautena ohjata lämmönsiirtimien 4 ja 11 ohitse ohituskanavalla (ei esitetty), joka on varustettu tällöin avattavalla sulkuventtiilillä. Tarvittaessa voidaan samanaikaisesti sulkea toisella venttiilillä (ei esitetty) lämmön-siirtimille menevä kanava.

Claims (4)

61 755

1. Laitteisto lämpöenergian siirtämiseksi rakennuksen poistoilmasta lämmityskiertoveteen, jossa rakennuksessa on 5 lämmityskiertovesipiiri, poistoilmakanava (7) ja korvausilma-kanava (9), jolloin laitteistoon kuuluu lämpöpumppupiiri, joka koostuu kylmäainetta kierrättävästä laitteesta, kuten kompressorista (1), poistoilmakanavan yhteyteen sovitetusta höyrystimestä (6) ja lauhduttimesta (2), ja lauhduttimen yh- 10 teyteen sovitettu lämmönsiirrin (25), jonka kautta lämmitys-kiertovesi on sovitettu kulkemaan, tunnettu siitä, että korvausilmakanavan (9) yhteyteen on sovitettu kaksi lämmönsiirrintä (4,11), joista toinen (4) on sovitettu läm-pöpumppupiiriin kylmäaineen virtaussuunnassa katsottuna lauh- 15 duttimen (2) jälkeen ja toinen (11) on sovitettu lämmitys- kiertovesipiiriin lämmönjakolaitteiden (20) jälkeen ja ennen lauhduttimen yhteyteen sovitettua lämmönsiirrintä (25).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lämpöpumppupiirin lämmönsiirrin (4) 20 sijaitsee korvausilmakanavassa (9) ennen lämmityskiertovesi-piirin lämmönsiirrintä (11) korvausilman virtaussuunnassa katsottuna.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lämpöpumppupiirin lämmönsiirrin 25 (4) ja lämmityskiertovesipiirin lämmönsiirrin (11) on raken nettu yhteen yhdeksi kokonaisuudeksi.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lämpöpumppupiirin lämmönsiirrin (4) on sovitettu lauhduttimen (2) ja höyrysti- 30 men (6) väliin.