FI66484C

FI66484C - Ventilationsfoerfarande och -anlaeggning

Info

Publication number: FI66484C
Application number: FI820325A
Authority: FI
Inventors: Ingmar Rolin
Original assignee: Suomen Puhallintehdas Oy
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1982-02-02
Publication date: 1984-10-10
Also published as: DE3372821D1; ATE28699T1; EP0085428A1; EP0085428B1; FI66484B; FI820325L

Description

ι 66484

Ilmastointimenetelmä ja -laitteisto

Suomen kaltaisessa ilmastossa huonetilojen, erikoisesti suurien huonetilojen, kuten tehdashallien ilmastoin-5 tiin liittyy läheisesti myös tilojen lämmitys. Rakennuksien yläosista vuotaa lämmintä ilmaa ulos, alaosista kylmää ilmaa sisään. Lämpötilaero huonetilan yläosan ja työs-kentelytason välillä muodostuu huomattavaksi ja riittävän lämpötilan ylläpitäminen työskentelytasossa aiheuttaa 10 siten huomattavia kustannuksia.

Keksinnön mukaiselle mentelmälle on tunnusomaista se, että esim. DE-hakemusjulkaisusta 2 919 703 ja Fl-pa-tenttihakemuksesta 77 3852 on tunnettua suunnasta tuloil-ma ylhäältä alaspäin jotta ilmasuihku vetäisi mukaansa 15 sivulla olevaa ilmaa. Pelkkä tuloilman suuntaaminen ylhäältä alas ennalta arvioidulla impulssilla, em. julkaisujen opetuksen mukaisesti, ei kuitenkaan ole riittävä toimenpide, sillä tuloilmasuihkun heittopituus lyhenee huomattavasti ilmasuihkun lämpötilan noustessa. Halutun lämpötilan 20 varmistamiseksi työskentelytasolla joudutaan ylimitoittamaan tuloilman impulssi, jolloin seurauksena on häiritsevä veto ja energianhukka koko sinä aikana kun pienempikin impulssi olisi riittävä.

Keksinnön kohteena on siten menetelmä erityisesti 25 suurien huonetilojen, kuten konepaja- ja teollisuushallien ilmastoimiseksi, jolloin tuloilma suunnataan ylhäältä ainakin olennaisesti alaspäin, ja tarkoituksena on poistaa tunnettujen ratkaisujen epäkohta, niin että kyetään tehokkaasti käyttämään hyväksi huonetilan ilmamassan si-3C sältämää lämpömäärää huonetilojen lämmittämiseen ilmastoinnin yhteydessä.

Tarkoituksen saavuttamiseksi ehdotetaan menetelmää, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että säädetään tuloilmavirtauksen impulssia ilmastoitavan huonetilan ylä-35 osassa vallitsevan lämpötilan ja alaosassa vallitsevan lämpötilan eron perusteella siten, että kun lämpötilaero ylittää ennalta määrätyn arvon lisätään tuloilmavirtauk- 2 66484 sen impulssia, halutun lämpötilajakautuman ylläpitämiseksi huonetilassa.

Edullisesti toteutetaan menetelmä siten, että lisätään tuloilmavirtauksen impulssia verrannollisesti todet-5 tuun lämpötilaeroon. Näin pysytään jatkuvasti ennalta määrätyn sallittavaksi katsotun lämpötilaeron tuntumassa, joka voi olla esim. 1 - 3°C. Tämä sinänsä luonnolliselta tuntuva toimenpide saa aikaan halutun tuloksen vain yhdistettynä keksinnön mukaiseen tuloilman impuissinsäätöön.

10 Tähänastinen jokseenkin summittainen tuloilman lämmitys on sen sijaan usein johtanut päinvastaiseen tulokseen kun mihin on pyritty.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto ilmastointi-menetelmän toteuttamiseksi, joka käsittää tuloilmalait-15 teen, sitä syöttävän puhaltimen, tämän eteen sijoitetun lämmityslaitteen, ulkoa otettavan ilmavirran säätölaitteen ja kiertoilman säätölaitteen sekä työskentelytasoon sijoitetun lämpötilan tuntoelimen säätimineen mainittujen säätölaitteiden sekä lämmityslaitteen ohjaamiseksi, jolloin 20 tuloilma-laite on sijoitettu ilmastoitavan huonetilan yläosaan ja on suunnattu ainakin olennaisesti alaspäin.

Laitteistolle on tunnusomaista se, että huonetilan yläosaan ja alaosaan on sijoitettu lämpötilan tuntoelimet, jotka on liitetty yhteiseen säätimeen, että säätimeen on 25 yhdistetty tuloilmavirran säätölaite, ja että säädin on sovitettu vaikuttamaan tuloilmavirran säätölaitteeseen huonetilan yläosassa ja alaosassa todetun lämpötilaeron perusteella siten, että kun lämpötilaero ylittää ennalta määrätyn arvon tuloilmavirtauksen impulssi kasvaa.

30 Seuraavassa selitetään keksintöä yksityiskohtaises ti viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää läpileikkausta ilmastoitavasta rakennuksesta ja johon keksinnön mukainen laitteisto on piirretty kaaviollisesti.

Ilmastoitava rakennus on merkitty viitenumerolla 21 35 ja se voi olla esimerkiksi konepaja- tai muu teollisuushalli. Ilmastointiin ja samalla toteutettavaan lämmityk- 3 66484 seen käytetään sekä ulkoa otettavaa ilmaa 19 että kierto-ilmaa 20 huonetilan sisältä. Näitä ilmavirtauksia säädetään tunnetuilla säätölaitteilla 1 ja 2 tavalla, jota edempänä lähemmin selitetään. Tuloilmakanavaan on sijoi-5 tettu suodatin 3, lämmityspatteri 4, puhallin 9 ja tulo-ilmalaite 12. Tuloilmalaite 12 on sijoitettu ilmastoitavan huonetilan yläsoaan ja se on suunnattu alaspäin.

Säädin 14 säätää lämpötilan tuntoelimen 15 signaalin perusteella toisaalta ulkoilmavirran ja kiertoilmavirran 10 säätölaitetta 1 ja 2 toimilaitteen 13 välityksellä ja toisaalta lämmityspatteria 4 toimilaitteen 5 ja venttiilin 6 välityksellä.

Tämän lisäksi on huonetilan alaosaan ja yläosaan sijoitettu lämpötilan tuntoelimet 16 ja 17, jotka antavat 15 signaalinsa säätimeen 18. Huonetilan yläosan ja alaosan välisen lämpötilaeron perusteella säädin 18 säätää tulo-ilmavirtausta esimerkiksi tuloilmalaitteen eteen sijoitetun säätöelimen 10 avulla toimielimen 11 välityksellä, yhteys a, tai säätämällä puhaltlmen 9 tehoa säätöelimen 20 7 avulla toimielimen 8 välityksellä, yhteys b. Elimet 10, 11 ja 12 voivat olla yhteensovitetut ja tuloilmavirtauk-sen impulssin säätö voidaan toteuttaa lisäämällä ilmavirtausta mutta myös tuloilmalaitteen 12 sisäänpuhallusaukko muuttamalla. Vastaavasti voivat elimet 7, 8 ja 9 muodostaa 25 yhteisen yksikön. Tuloilmalaitteita 12 voi luonnollisesti olla useampia, samoin lämpötilan tuntoelimiä 16 ja 17 sekä säätimiä 18.

Jäähdytyspatteri 22, lämmityspatteri 23 ja puhallin 24 voivat muodostaa erillisen kiertoilmayksikön, jota 30 voidaan käyttää rinnan kiertoilman oton 20 kanssa ja jonka toimintaa samoin kuin tämän voidaan säätää säätimen 14 avulla.

Järjestelmän ja tuloilmalaitteen minimi-ilmavirta mitoitetaan huonetilan ilmanvaihtotarpeen mukaan.

35 Tilanteessa, jolloin huoneilman lämpötila on toivo tulla alueella, ts. tilanteessa, jolloin huoneeseen ei ole tarvetta luoda lämmitystehoa eikä poistaa siitä yli- 4 66484 määräistä lämpöä on tavoitteena pitää huoneilmaa katonrajassa esim. n. 1 - 3°C lämpimämpänä kuin oleskelualueella lattiatasolla ja silloin saa tuloilman lämpötila olla sama kuin lattiatasolla vallitseva eli isoterminen.

5 Tuloilmalaitteen impulssi (massavirta x nopeus = minimi-ilmavirta x lähtönopeus tuloilmalaitteen aukossa) valitaan sellaiseksi, että sen heittopituus ulottuu oleskelualueen yläosaan.

Kun lämpötilaeromittaus (tai muulla tavalla todet-10 tu) tuntoelimillä 16 ja 17 osoittaa eron tavoitetta suuremmaksi ja edellytetään, että lämpötilatason mittaus pisteessä 15 osoittaa lämmitystehon tarvetta, ts. huoneilman lämpötila on tavoitetasoa alhaisempi antaa lämpöti-laerosäädin 18 käskyn tuloilmalaitteen 12 virtaussäätimel-15 le 10 suhteellisesti lisätä ilmavirtaa, jolloin (vaihtoehto a) tuloilmalaitteen impulssi (massavirta x nopeus) kasvaa lisäten tuloilmalaitteen heittopituutta, joka muuten pienenisi huonetilan ylä ja alaosan välisen lämpötilan kasvaessa. Näin lisätään tuloilmalaitteen kyky indu-20 soida ja tuoda mukaansa oleskelualueelle ylös katon rajaan kerääntyvää prosessilämpöä ja hyödyntää se lämmitys-käyttöön. Jos huonetilassa on ainoastaan yksi lämpötila-erosäädin 18 ohjataan säätäjän säätökäsky suoraan puhaiti-meen 9, tehonsäätölaitteelle 7 (vaihtoehto b).

25 Kun järjestelmän kokonaisilmavirta tässä tapaukses sa kasvaa ohjaavat kojeen sekoituspellit 1 ja 2 kiertoil-mavirran 20 suuremmaksi pitäen ulkoilmavirran 19 tuuletus-tarpeen mukaisena samalla kun lämpötilansäädin 14 pitää tuloilman lämpötilan haluttuna = asetusarvo tuntoelimessä 30 15.

Kun huoneilman lämpötila tuntoelimen 15 kohdalla edelleen laskee alkaa säädin 14 suhteessa lämpötilan poikkeamaan asetusarvosta nostaa tuloilman lämpötilaa lisäämällä lämpöä patterin 4 ja sen moottoriventtiilin 6 ja toimi-35 laitteen 5 kautta. Kun tuloilman lämpötila nousee huoneilman lämpötilaa korkeammaksi lyhenee tuloilmalaitteen 12 heittopituus ja lämpötilaero tuntoelimissä 16 ja 17 kasvaa 5 66484 seurauksena, että säädin 18 edelleen kasvattaa tuloilma-virran määrää ja impulssia. Tuloilmalaitteen maksimi-ilmavirta ja näin ollen maksimi nopeus puhallusaukossa valitaan tilanteessa, jolloin huonetilan lämmitystehontarve 5 on suurimmillaan ts. sekä tuloilman lämpötila että tila-vuusvirta ovat maksimissaan. Tämä on teknisesti mahdollista käytännössä toteuttaa myös, kun valitaan tuloilmalaite, jonka puhalluksen suuruus on aseteltavissa.

Tilanteessa, jolloin huoneilman lämpötila nousee 10 liian korkeaksi, ts. ylittää tavoitetason, tuodaan huoneeseen huoneilman lämpötilaa kylmempää tuloilmaa. Järjestelmänä käytetään silloin erillistä tuloilmajärjestelmää 22, 23 ja 24 tai tähän johdettua olemassa olevan järjestelmän tuloilmaa, jossa tehoparametrien säätö, ts. tuloilman läm-15 pötila ja ilmavirta, sekä ilman jako tapahtuu tavanomaista tunnettua tekniikkaa käyttäen.

Järjestelmässä käytetään edullisesti lisäksi tavanomaisia tunnettuja lämmöntalteenottomenetelmiä.

Suuremmassa järjestelmässä, ts. järjestelmässä, 20 johon sisältyy useampi lämpötilaerosäädin 18, minimoidaan puhallintyön tarve käyttämällä puhallintehon säätösuuree-na haluttua tuloilmakanavassa tarvittavaa pienintä mahdollista staattista painetta.

Lämmityskauden aikana käytetään ulkoilmaa ainoas-25 taan niin paljon kuin ilmanvaihto edellyttää. Lämmitystehon jakoon käytetty kokonaisilmavirta on pienin mahdollinen, eli puhallintyön energian tarve minimoidaan.

Prosessin kehittämä lämpö (esim. valaistus, koneet, ihmiset ja myös passiivinen auringonlämpö) hyödynnetään 30 ensisijaisesti ennen kuin siirrytään ns. maksulliseen lämpöenergian käyttöön.

Claims

6 66484

1. Menetelmä erityisesti suurien huonetilojen, kuten konepaja- ja teollisuushallien ilmastoimiseksi, jolloin 5 tuloilma suunnataan ylhäältä ainakin olennaisesti alaspäin, tunnettu siitä, että säädetään tuloilmavirtauksen impulssia ilmastoitavan huonetilan yläosassa vallitsevan lämpötilan ja alaosassa vallitsevan lämpötilan eron perusteella siten, että kun lämpötilaero ylittää ennalta määrä-10 tyn arvon lisätään tuloilmavirtauksen impulssia, halutun lämpötilajakautuman ylläpitämiseksi huonetilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään tuloilmavirtauksen impulssia verrannollisesti todettuun lämpötilaeroon.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään tuloilman lämmitystä, kun lämpötilaero on enintään mainitun ennalta määrätyn arvon suuruinen ja tilan alaosassa vallitseva lämpötila alittaa toisen ennalta määrätyn arvon.

4. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen mene telmän toteuttamiseksi, joka käsittää tuloilmalaitteen (12), sitä syöttävän puhaltimen (9), tämän eteen sijoitetun lämmityslaitteen (4), ulkoa otettavan ilmavirran säätölaitteen (1) ja kiertoilman säätölaitteen (2) sekä tilan 25 alaosaan sijoitetun lämpötilan tuntoelimen (15) säätimi- neen (14) mainittujen säätölaitteiden (1 ja 2) sekä lämmityslaitteen (4) ohjaamiseksi, jolloin tuloilmalaite (12) on sijoitettu ilmastoitavan huonetilan yläosaan ja on suunnattu ainakin olennaisesti alaspäin, tunnettu 30 siitä, että huonetilan yläosaan ja alaosaan on sijoitettu lämpötilan tuntoelimet (17, 16), jotka on liitetty yhteiseen säätimeen (18), että säätimeen (18) on yhdistetty tu-loilmavirran säätölaite (7, 10), ja että säädin (18) on sovitettu vaikuttamaan tuloilmavirran säätölaitteeseen (7, 35 10) huonetilan yläosassa ja alaosassa todetun lämpötila eron perusteella siten, että kun lämpötilaero ylittää ennalta määrätyn arvon tuloilmavirtauksen impulssi kasvaa. 7 66484

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tuloilmavirtauksen säätölaite (10) on sijoitettu tuloilmalaitteen (12) eteen.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, t u n -5 n e t t u siitä, että tuloilmavirtauksen säätölaite (7) on sijoitettu tuloilmavirtauksen puhaltimen (9) eteen. 8 66484