FI72803C - Ventilationsfoerfarande och anordning foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

1*^.1 ΓΒ1 (11)KUULUTUSJULKAISU 79βη7

•ΙΙΙμΡ « J '' UTLÄGGNINGSSKRIFT /ZOUO

C (45) Γ-U..'.I 7*: tv (51) Ky.lk.*/lnt.a.* F 24 F 13/06, 9/00 SUOMI —FINLAND (21) P»tenttih»kemu* — Patentans&kning 802845 (22) Hakemlspilvi — Ansöknlngsdig 1 0.09.8 0 (23) Alkupilvi — Giltlghetsdag 10.09.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 1 1 03 82

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nähöviksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - 0. o7

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad j · j · / (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet (71) Haiton Oy, 47400 Kausala, Suomi-Finland(FI) (72) Erkki Aalto, Kausala, Suomi-Fin 1 and(FI) (7*0 Forssen S Salomaa Oy (54) Ilmanvaihtomenetelmä ja laite menetelmän toteuttamiseksi -

Ventilationsförfarande och anordning för genomförande av förfarandet

Keksinnön kohteena on ilmanvalhtomenetelmä, varsinkin asuin-, toimisto- ja vastaavia ilmanvaihdon kohteena olevia tiloja varten, jossa ilmanvaihtomenetelmässä ilmanvaihdon kohteena olevaan tilaan sisäänpuhalletaan ilmaa ja vastaavasti tarvittaessa mainitusta tilasta poistetaan huoneilmaa. Keksinnön kohteena on myös laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

Ilmanvaihtoa käytetään tuomaan uutta, lämmitettyä, jäähdytettyä, puhdistettua tai muulla tavalla käsiteltyä ilmaa huonetilaan ja vastaavasti poistamaan huonetilasta vastaava määrä huoneilmaa. Nykyisin on käytössä useita erilaisia menetelmiä. Sisäänpuhallusilma johdetaan huonetilaan katosta, seinästä tai lattiasta.

Samoin huoneilma poistetaan seinän, katon tai lattian kautta.

Hyvältä ilmanvaihdolta vaaditaan mm. seuraavia ominaisuuksia. Ilmanvaihto ei saa aiheuttaa häiritsevää vetoa. Ilmanvaihdon tulee olla sellainen, että viihtyisyyden ja energiatalouden kannalta saavutetaan optimaalinen lämpötilajakautuma.

2 72803

Lisäksi ilmanvaihdon tulee olla sellainen, että ilma käytetään tehokkaasti hyväksi ennen ilman poistamista huonetilasta.

Hyvän ilmanvaihdon vaikein kysymys on ilman sisäänpuhallus, jossa on otettava huomioon sisäänpuhallusilman ja huoneilman lämpötilaerojen vaikutus sekä ilman tilavuusvirtojen vaihtelu.

Katto- ja seinäsisäänpuhalluksessa pyritään sisäänpuhallusilma sekoittamaan oleske-luvyöhykkeen yläpuolella mahdollisimman tehokaasti huoneilmaan. Tällöin käytännössä on vaarana se, että joko lämmintä ilmaa ei saada alas ja/tai kylmä ilma aiheuttaa haitallista vetoa. Lisäksi puhallussuunnasta riippuen saattaa ns. ikkunavedon riski kasvaa huomattavasti.

Lattiasisäänpuhalluksessa lämmin ilma pyrkii kerrostumaan ylös, mikä on tämän ilmanvaihtomenetelmän eräs olennainen epäkohta. Tästä huolimatta ilmalämmitys-järjestelmissä käytetään nykyisin pääasiallisesti lattiasisäänpuhallusta, vaikka tämä ilmanvaihtomenetelmä on rakennusteknisesti kallis ja hankala ja vaikeuttaa huonetilan sisustamista. Lattiasisäänpuhalluksen aiheuttama epäkohta eli ylilämpö kattopinnan alapinnalla aiheuttaa turhaa energiahäviötä. Erityisesti kerrostalojen ja saneerattavien rakennusten osalta lattiasisäänpuhalluksen vaikea kanavointi on ollut esteenä ilmalämmityksen yleistymiselle.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin ilmanvaihto-menetelmiin. Keksinnön yksityiskohtaisena päämääränä on aikaansaada ilmanvaihto-menetelmä, jolla saavutetaan kaikki hyvältä ilmanvaihdolta vaadittavat ominaisuudet.

Keksinnön päämäärät saavutetaan menetelmällä, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että ilmanvaihtomenetelmässä puhalletaan limaa sisään olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin ilmanvaihdon kohteena olevan tilan oviaukkovyö-hykkeen alueella, jolloin sisäänpuhallettava ilma sekoittuu huoneilmaan ilman haitallista vetoa mainitun oviaukkovyöhykkeen toimiessa pääasiallisena ilman sekoitus-alueena, ja että mainitun oviaukkovyöhykkeen ulkopuolella sisäänpuhallet-tavan ilman virtausnopeus on pienempi kuin haitallista vetoa aiheuttavan ilman-virtausnopeuden raja-arvo eli vetoraja.

Keksinnön mukaisen menetelmän muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2-5.

3 72803

Keksinnön päämääränä on lisäksi aikaansaada laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että laitteen ainakin alapinta on ilmaa läpäisevä.

Keksinnön mukaisen laitteen muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 7-17.

Keksinnön mukaisessa ilmanvaihtomenetelmässä on oivallettu puhaltaa ilmaa sisään ylhäältä alaspäin oviaukkovyöhykealueella, jossa ei oleskella pysyvästi. Tällöin keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan oleskelukorkeudella oviaukkovyöhykealueella käyttää niinkin suurta virtausnopeutta kuin 1 m/s. Sisäänpuhallettavan ilman ilmamäärä on vähäinen eli yleensä alle 250 m/h, yleisemmin 50-150 m/h.

Muualla oleskeluvyöhykkeellä käytetään ilmannopeutta, joka on pienempi kuin haitallista vetoa aiheuttava rajanopeus eli vetoraja, jonka suuruus on n. 0,1-0,2 m/s. Oleskeluvyöhykkeellä oviaukkovyöhykealueella voidaan siten sallia ihmisen liikkeestä, ihon reaktionopeudesta ja sisäänpuhallusilman lyhyestä valkutusajasta johtuen huomattavasti suurempia nopeuksia kuin aikaisemmin tunnetuissa ilmanvaihtomene-telmissä. On huomattava, että keksinnön mukaisessa menetelmässä nopeutta n. 1 m/s suuremmatkaan puhallusnopeudet eivät aiheuta oviaukkovyöhykealueella mainittavaa haittaa, mutta tällöin vedon estäminen muualla oleskeluvyöhykkeessä voi olla tarpeettoman vaikeaa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä oviaukkovyöhykealueella ymmärretään lattiasta kattoon ulottuvaa oven levyistä ja oviaukosta n. 1 m huonetilaan ulottuvaa aluetta. Oviaukkovyöhykealueen lattia-ala on normaalisti n. lm. Keksinnön mukaista ilmanvaihtomenetelmää voidaan siten kutsua myös oviaukkovyöhyke-ilmanvaihtojärjestelmäksi. Keksinnön mukainen menetelmä ei aiheuta oviaukkovyöhykealueen ulkopuolisella oleskeluvyöhykkeellä vetoa. Lisäksi keksinnön mukaisessa menetelmässä lämpö saadaan tehokkaasti suunnatuksi alas oleskeluvyöhykkeelle. Keksinnön mukainen oviaukkovyöhykesisäänpuhallus ehkäisee myös ikkunavetoa, koska keksinnön mukaisessa menetelmässä sisäänpuhallusta el suoriteta ikkunaseinältä. Keksinnön mukaisen oviaukkovyöhykesisäänpuhalluksen kanavointi voidaan yleensä toteuttaa keskitetysti eteistilassa alas lasketun katon yläpuolella.

Tämä on erinomainen ratkaisu sekä kerros- että pientaloissa sekä saneerattavissa rakennuksissa. Huoneilman ns. ovirakopoieto sopii keksinnön mukaiseen oviaukko-vyöhyke järjestelmään huonosti, koska tällöin osa ilmasta poistettaisiin käyttä-: mättömänä. Tämän johdosta huoneilman poisto onkin keksinnön mukaisessa menetel mässä ratkaistu toisin. Eräs edullinen tapa poistaa käytetty ilma on se, että 72803 käytetty ilma poistetaan oven yläpuolelta. Ovirakopoistosta on lisäksi epäkohtana haitallinen ääni-ilmiö, jota keksinnön mukaisessa ilmanpoistossa ei esiinny.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista ilmanvaihtomenetelmää pieneen huonetilaan sovellettuna aksonometrisenä kuvana.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisessa menetelmässä käytettyä laitetta aksonometrisenä kuvana.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista laitetta edestäpäin nähtynä.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista laitetta sivukuvana.

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen laitteen erästä toista edullista suoritusmuotoa aksonometrisenä kuvana.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista laitetta edestäpäin nähtynä.

Kuvio 7 esittää kuvion 6 mukaista laitetta sivukuvana.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarkoitettua laitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tässä suoritusmuodossa laite 10 on sijoitettu huonetilan 11 oviaukon 12 yläpuolella olevaan seinään. Laite 10 käsittää tuloliitännät 13 sisäänpuhallettavan ilman, jota on merkitty tummennetuilla nuolilla 14, johtamiseksi laitteeseen 10.

Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti laite 10 on sovitettu suuntaamaan sisään-puhallettavaa ilmaa 14 oviaukkovyöhykkeellä olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin. Kuviossa 1 alaspäin suuntautuvaa sisäänpuhallusvirtausta on merkitty viitenumerolla 15.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa käytetyn huoneilman poisto on järjestetty saman laitteen 10 kautta. Poistettavaa huoneilmavlrtausta on merkitty viitenume- 5 72803 rolls 17. Kuten kuviosta 1 havaitaan, tässä suoritusmuodossa laite 10 käsittää lisäksi liitännät 16, joiden kautta poistettava huoneilma 17 johdetaan ei-esitetyn poistoilmaverkoston kautta ulos. Ulos poistettavaa huoneilmavirtausta on merkitty vaalennetuilla nuolilla 18.

Kuten kuviossa 1 on katkoviivoilla 15a merkitty, voidaan keksinnön mukaisella laitteella 10 tarvittaessa puhaltaa osa tai kaikki sleäänpuhallettavasta ilmasta 14 olennaisesti vaakasuorana virtauksena. Vastaavasti poistettava huoneilma 17 voidaan imeä laitteeseen 10 myös sivulta päin, kuten kuviossa 1 on nuolella 17a esitetty.

Kuvioiden 2-4 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukainen laite 10 käsittää ko-telomaisen runko-osan 19. Tässä suoritusmuodossa laite 10 on asennettu seinään oviaukon 12 yläpuolelle. Laitteen 10 runko-osa 19 käsittää ilmaa läpäisevän alapinnan 20, joka on tässä suoritusmuodossa varustettu lukuisilla rei'illä 20a. Reikäpro-sentti on edullisesti n. 10 %. Pitkänomainen kotelomainen runko-osa 19 käsittää lisäksi etusivun 21, joka on samoin varustettu lukuisilla rei'illä 21a, avoimet päädyt 22, yläpinnan 24 eli kansiosan sekä takapinnan 25, joka on varustettu liitännöillä 13 tuloilmaa varten ja vastaavasti liitännöillä 16 poistoilmaa varten. Tässä suoritusmuodossa avoimiin päätyihin 22 on kiinnitetty päädyt 22 osittain sulkevat kiinteät läpät 23.

Kuvioissa 2-4 esitetty laite 10 on olennaisesti oviaukon 12 levyinen pitkänomainen kotelomainen sisäänpuhallus- ja poistopuhalluselin, jonka runko-osan 19 sisälle sijoitettu väliseinä 26 jakaa kahteen symmetriseen puoliskoon. Kotelomaisen runko-osan 19 sisälle on lisäksi kääntyvästi kiinnitetty läppämäinen elin 27, joka on sovitettu kääntymään kuviossa 4 katkoviivalla merkityn nuolen osoittamalla tavalla. Kun läppämäinen elin 27 sulkee joko kokonaan tai osittain etupinnan 21 si-säänpuhallusilma 14 suuntautuu ilmaa läpäisevän alapinnan 20 kautta virtauksena 15 alaspäin. Vastaavasti kun läppämäinen elin 27 on käännetty siten, että se sulkee joko kokonaan tai osittain ilmaa läpäisevän alapinnan 20, sisäänpuhallettava ilmavirtaus 14 suuntautuu etupinnasta 21 tai päädyistä 22 olennaisesti vaakasuo- rana virtauksena 15a.

Kuvioiden 5-7 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaista laitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 100. Laite 100 käsittää kotelomaisen runko-osan 119, joka muodostuu ilmaa läpäisevästä alapinnasta 120, etupinnasta 121, päädyistä 122, ylä- 6 72803 pinnasta ell kansiosasta 124 ja takapinnasta 125. Alapinta 120 on rel'llla 120a varustettu alapinta, kuten kuvioiden 2-4 mukaisessa suoritusmuodossa. Sen sijaan etupinta 121 on muutoin ilmaa läpäisemätön pinta, mutta siinä on olennaisesti vaakasuora kapea rako 121a liman läpivirtausta varten. Myös tässä suoritusmuodossa laite 100 muodostuu kahdesta symmetrisestä puoliskosta, ts. sisäänpuhal-luspuoliskosta ja vastaavasti poistopuhalluspuollskosta. Myös tässä suoritusmuodossa laite 100 on varustettu kääntymään pääsevästi sovitetulla läppämäisellä elimellä 127, joka on tosin sijoitettu eri tavalla kuin kuvioiden 2-4 mukaisessa suoritusmuodossa. Läppämäisen elimen 127 asemasta riippuen sisään puhallettava ilma 14 on sovitettu virtaamaan joko ilmaa läpäisevän alapinnan 120 kautta tai osittain myös etupinnassa 121 olevan raon 121a kautta.

Edellä on esitetty ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (17)

72803

1. Ilmanvaihtomenetelmä, varsinkin asuin-, toimisto- ja vastaavia ilmanvaihdon kohteena olevia tiloja varten, jossa ilmanvaihtomenetelmässä ilmanvaihdon kohteena olevaan tilaan (11) sisäänpuhalletaan ilmaa ja vastaavasti tarvittaessa mainitusta tilasta (11) poistetaan huoneilmaa, tunnettu siitä, että ilmanvaihtomenetelmässä puhalletaan ilmaa sisään olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oviaukkovyöhykkeen alueella, jolloin sisäänpuhallettava ilma (14) sekoittuu huoneilmaan ilman haitallista vetoa mainitun oviaukkovyöhykkeen toimiessa pääasiallisena ilman sekoitusalueena, ja että mainitun oviaukkovyöhykkeen ulkopuolella sisäänpuhallettavan ilman (14) virtausnopeus on pienempi kuin haitallista vetoa aiheuttavan ilmanvirtausnopeuden raja-arvo eli vetoraja.

2. Ilmanvaihtomenetelmä, varsinkin asuin-, toimisto- ja vastaavia ilmanvaihdon kohteena olevia tiloja varten, jossa ilmanvaihtomenetelmässä ilmanvaihdon kohteena olevaan tilaan (11) sisäänpuhalletaan ilmaa ja vastaavasti tarvittaessa mainitusta tilasta (11) poistetaan huoneilmaa, tunnettu siitä, että ilmanvaihtomenetelmässä puhalletaan ilmaa sisään olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oviaukkovyöhykkeen alueella, jolloin sisäänpuhallettava ilma (14) sekoittuu huoneilmaan ilman haitallista vetoa mainitun oviaukkovyöhykkeen toimiessa pääasiallisena ilman sekoitusalueena, että mainitun oviaukkovyöhykkeen ulkopuolella sisäänpuhallettavan ilman (14) virtausnopeus on pienempi kuin haitallista vetoa aiheuttavan ilmanvirtausnopeuden raja-arvo eli vetoraja, ja että huoneilmaa poistetaan mainitun oviaukkovyöhykealueen yläosan kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisäänpuhallettavan ilman (14) virtausnopeus on ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oleskelukorkeudella suurempi kuin vetoraja, jolloin sisäänpuhallettavan ilman (14) virtaus ulottuu tehokkaasti myös lattiaan asti.

4. Jonkin patenttivaatimuksien 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisäänpuhallettavan ilman (14) virtausnopeus ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oleskelukorkeudella on n. viisinkertainen veto-rajaan nähden. 8 72803

5. Jonkin patenttivaatimuksien 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisäänpuhallettavan ilman (14) virtausnopeus oleskelukorkeudella on n. 1 m/s ja ilmamäärä on korkeintaan n. 250 m/h.

6. Laite patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite (10,100) on kattoon tai seinään oviaukkovyöhykealueella asennettava ilmanvalhtoelin, joka käsittää ainakin yhden tulollitännän (13.113) sisäänpuhallettavan ilman (14) johtamiseksi laitteeseen (10,100), ja joka laite (10,100) on sovitettu puhaltamaan sisään puhallettavaa ilmaa (14) olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oviaukkovyöhykkeen alueella, tunnettu siitä, että laitteen (10,100) ainakin alapinta (20,120) on ilmaa läpäisevä.

7. Laite patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite (10,100) on kattoon tai seinään oviaukkovyöhykealueella asennettava ilmanvaihtoelin, joka käsittää ainakin yhden tuloliitännän (13.113) sisäänpuhallettavan ilman (14) johtamiseksi laitteeseen (10,100), ja joka laite (10,100) on sovitettu puhaltamaan sisään puhallettavaa ilmaa (14) olennaisesti pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oviaukkovyöhykkeen alueella, tunnettu siitä, että laitteen (10,100) ainakin alapinta (20,120) on ilmaa läpäisevä, ja että laitteen (10,100) ainakin jokin muu sivupinta (121) on ilmaa läpäisevä pinta.

8. Patenttivaatimuksien 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi ilmaa läpäisevä pinta (20,120,21,121) on varustettu lukuisilla rei'illa (20a,120a).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun rei'ityksen (20a,120a) reikäprosentti on edullisesti n. 10 7>.

10. Patenttivaatimuksien 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi ilmaa läpäisevä pinta (20,120,21,121) on varustettu olennaisesti vaakasuoralla raolla (21a,121a).

11. Jonkin patenttivaatimuksien 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) on varustettu kääntymään pääsevästi sovitetul- 9 72803 la elimellä (27,127), joka on sovitettu suuntaamaan sisäänpuhallettavaa ilmaa (14) joko kokonaan tai osittain olennaisesti alaspäin tai vastaavasti olennaisesti sivulle päin.

12. Jonkin patenttivaatimuksien 6-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) on olennaisesti ilmanvaihdon kohteena olevan tilan (11) oviaukon (12) levyinen.

13. Jonkin patenttivaatimuksien 6-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) käsittää kotelomaisen runko-osan (19,119), joka muodostaa virtauksen tasauskammion.

14. Jonkin patenttivaatimuksien 6-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) on varustettu ainakin yhdellä polstoliitännällä (16,116), jolloin osa mainittua laitetta (10,100) on sovitettu toimimaan samalla poistopuhalluselimenä.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteen (10,100) runko-osa (19,119) on jaettu väliseinällä (26,126) kahteen symmetriseen osaan.

16. Jonkin patenttivaatimuksien 6-15 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) käsittää avoimet päädyt (22,122), jotka on varustettu mainitut päädyt (22,122) ainakin osittain peittävillä läppämäisillä elimillä (23,123).

17. Jonkin patenttivaatimuksien 6-16 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite (10,100) on olennaisesti paralleelipipedin muotoinen laite. 10 72803