FI81442B

FI81442B - Air-conditioning system and air duct for such a system

Info

Publication number: FI81442B
Application number: FI880926A
Authority: FI
Inventors: Seppo Leskinen
Original assignee: Ilmateollisuus Oy
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1990-06-29
Also published as: FI880926A; FI880926A0; FI81442C

Description

1 814421 81442

Ilmastointijärjestelmä ja ilmakanava tällaista järjestelmää varten Tämän keksinnön kohteena on ilmastointijärjestelmä, 5 joka koostuu vähintään yhdestä tuloilmalähteeseen liitettävästä tuloilmakanavasta, jossa on ainakin yksi ilmanja-koväline, ja vähintään yhdestä ilmanpoistolaitteistoon liitettävästä poistoilmakanavasta, jossa on ainakin yksi ilmanpoistoväline, jolloin yksi tai useampi ilmakanava 10 päättyy suljettuun päähän.The present invention relates to an air conditioning system 5 consisting of at least one supply air duct with at least one air and hard means connected to the supply air source and at least one exhaust air duct connected to the deaeration apparatus with at least one deaeration means, the one or more outlets 10 on.

Ilmastointijärjestelmissä koetaan puhaltimien tai muiden laitteiden aiheuttama ja kanavien kautta huonetiloihin kuuluva ääni erittäin häiritseväksi ja äänen syntymisen estäminen ja/tai syntyneen äänen vaimentaminen 15 aiheuttavat huomattavia kustannuksia.In air conditioning systems, the sound caused by fans or other devices and belonging to the rooms through the ducts is perceived as very annoying, and there are considerable costs involved in preventing and / or attenuating the sound generated.

Ilmastointijärjestelmän rakentamisen kannalta olisi yksinkertaisinta vetää tuloilma- ja poistoilmakanavat haaroi ttamattomina useiden peräkkäisten huonetilojen läpi, niin että eri huonetilojen ilmastointi tapahtuisi sarja-20 kytkentänä. On kuitenkin osoittautunut, että tällainen rakentamistekniikka aiheuttaa yhtenäisestä kanavasta huonetilaan tai huonetilasta toiseen siirtyvää ääntä, jonka häiritsevyys vaihtelee huonetilasta toiseen. Tämä on pakottanut siirtymään epäsuoraan rakentamistekniikkaan, 25 jossa tuloilma- ja poistoilmakanavia ei viedä suoraan huonetilojen läpi, vaan huonetilojen viereiseen käytävään, roiloon tms. tilaan asennetaan erilliset pääkanavat, joista vedetään kuhunkin huonetilaan omat haarakanavat, niin että eri huonetilojen ilmastointi tapahtuu rinnakkaiskyt-30 kentänä. Vaikka haarakanavilla voidaankin vähentää äänen pääsyä pääkanavasta eri huonetiloihin tai huonetilasta toiseen, aiheuttavat haarakanavat kuitenkin huomattavia kustannuksia ja lisäävät järjestelmän painehäviöitä ja tehonkulutusta verrattuna edellä selitettyyn suoraan ra-35 kennustekniikkaan. Tämän lisäksi syntyy usein sijoitus- 2 81442 vaikeuksia, koska samassa tilassa on useimmiten rakennuksen muita teknisiä laitteita ja putkistoja.From the point of view of the construction of an air-conditioning system, it would be simplest to run the supply air and exhaust air ducts unbranched through several successive rooms, so that the air-conditioning of the different rooms takes place in series-20 connection. However, it has been found that such a construction technique produces sound from a uniform channel to or from room to room, the interference of which varies from room to room. This has forced a shift to indirect construction technology, in which supply air and exhaust air ducts are not passed directly through the rooms, but separate main ducts are installed in the corridor, culvert, etc. adjacent to the rooms, from which separate room ducts are drawn in each room Although branch ducts can reduce sound entry from the main duct to different room spaces or from room to room, branch ducts still incur significant costs and increase system pressure losses and power consumption compared to the direct building technique described above. In addition to this, investment difficulties often arise, as there are usually other technical equipment and piping in the building in the same space.

Viime aikoina on kehitetty kierresaumattuja pyöreitä ilmastointikanavia, jotka pystyvät tehokkaasti estämään 5 äänen siirtymisen sekä kanavasta huonetilaan että huonetilasta kanavaan. Niiden vaimennuskyky on muuten vaikeasti vaimennettavissa olevilla matalilla taajuuksilla suurempi kuin suorakaidekanavien tai pyöreiden pituussaumattujen kanavien vaimennuskyky.Recently, threaded round air conditioning ducts have been developed that can effectively prevent the transfer of 5 sounds from both duct to room and from room to duct. Their attenuation capacity is otherwise higher than the attenuation capacity of rectangular channels or circular longitudinally sealed channels at low frequencies that are difficult to attenuate.

10 Ilmanjakovälineiksi on kehitetty kymmenistä, jopa sadoista pienikokoisista suuttimista koostuvia laitteita. Niiden ääneneristyskyky erikoisesti matalilla taajuuksilla on erittäin hyvä.10 Devices consisting of dozens or even hundreds of small nozzles have been developed as air distribution devices. Their sound insulation capacity, especially at low frequencies, is very good.

Kun näistä kahdesta komponentista, jotka erillisinä 15 täyttävät ääneneristyskykyä koskevat vaatimukset, kootaan ilmastointijärjestelmiä, ei niiden ääneneristys olekaan ollut riittävä. Syytä ääneneristyksen huononemiseen ei ole pystytty selvittämään.When air conditioning systems are assembled from these two components, which separately meet the sound insulation requirements, their sound insulation was not sufficient. The reason for the deterioration of sound insulation has not been determined.

Tämän keksinnön tarkoituksena on välttää edellä 20 mainitut epäkohdat ja aikaasaada ilmastointijärjestelmä, joka mahdollistaa edellä selitetyn suoran rakennustekniikan käyttämisen, jossa kanavat johdetaan esimerkiksi huonetilojen läpi huoneesta toiseen, ilman tähän asti aiheutuneita ääneneristysongelmia. Tämä tarkoitus saavutetaan 25 keksinnönmukaisella järjestelmällä, jolle on tunnusomaista se, että että muilta osin olennaisesti eristämättömän ilmakanavan suljettu pää on äänieristetty.The object of the present invention is to avoid the above-mentioned drawbacks and to provide an air-conditioning system which allows the use of the direct construction technique described above, in which the ducts are routed from room to room, for example, without hitherto sound insulation problems. This object is achieved by a system according to the invention, which is characterized in that the closed end of the otherwise substantially uninsulated air duct is soundproofed.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että ilmakanavassa etenevän äänen pääsy huonetilaan tapahtuu etupäässä 30 kanavan suljetun pään kohdalla kanavan päädyn kautta. Suoritetut mittaukset ovat osoittaneet tällaisen oivalluksen oikeaksi ja tätä tukevat myös havainnot, että äänen häiritsevyys näyttää kasvavan suoraan rakennustekniikkaan perustuvan ilmastointijärjestelmän loppupäässä. Äänion-35 gelman ratkaisu on siten löytynyt pääosiltaan ilmakanavan päädystä ja tämän päädyn äänieristämisestä. Keksinnön mu-The invention is based on the idea that the entry of sound propagating in the air duct into the room space takes place primarily at the closed end of the duct 30 through the duct end. The measurements performed have proved such an insight to be correct, and this is also supported by the findings that the sound annoyance seems to increase directly at the end of the air-conditioning system based on building technology. The solution of the sound-35 gelm has thus been found mainly at the end of the air duct and in the sound insulation of this end. According to the invention

IIII

3 81442 kaisen järjestelmän avulla voidaan näin ollen hyvin yksinkertaisilla toimenpiteillä saavuttaa parannetun ääneneristyksen lisäksi kaikki ne edut, jotka suora rakennustekniikka tarjoaa.The 3 81442 system therefore makes it possible, with very simple measures, to achieve not only improved sound insulation but also all the advantages offered by direct construction technology.

5 Keksinnön kohteena on myös tällaiseen ilmastointi- järjestelmään sopiva kanava, jolle on tunnusomaista se, että muilta osin eristämättömän kanavan pää on suljettu ääntä eristävästi.The invention also relates to a duct suitable for such an air-conditioning system, which is characterized in that the end of the otherwise uninsulated duct is closed sound-insulating.

Tämä mahdollistaa ääneneristyskyvyltään muuten 10 erinomaisen kierresaumatun pyöreän putken käyttämisen pie nillä täydennystoimenpiteillä myös suoraan rakennustekniikkaan perustuvassa ilmastointijärjestelmässä.This makes it possible to use 10 threaded round pipes with otherwise excellent sound insulation capacity with small replenishment measures, even in an air-conditioning system based directly on construction technology.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuvio 1 esittää kaavamaisesti suoraan rakennustek niikkaan perustuvaa tunnettua ilmastointijärjestelmää, kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen ilmastointijärjestelmän periaatetta äänen eristämiseksi, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kanavan pääty-20 rakennetta aksiaalileikkauksena, ja kuvio 4 esittää kanavan vaihtoehtoista päätyraken- netta.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a known air conditioning system directly based on construction technology, Fig. 2 schematically shows the principle of sound conditioning system according to the invention for sound insulation, Fig. 3 shows end channel structure in axial section, and Fig. 4 end structure.

Piirustuksen kuviossa 1 esitetyssä ilmastointijärjestelmässä esittää viitenumero 1 järjestelmän tuloilma-25 kanavaa, joka on toisesta päästä liitetty esittämättä jätettyyn tuloilmapuhaltimeen, ja viitenumero 2 poistoilma-kanavaa, joka on toisesta päästä liitetty samoin esittämättä jätettyyn ilmanpoistolaitteistoon. Molemmat kanavat on vedetty suoraan huonetilojen 3 läpi ja niissä on kuta-30 kin huonetilaa varten ilmanjakovälineet 4 ja ilmanpoisto-välineet 5. Kanavien suljetut päät on merkitty viitenumerolla 6.In the air conditioning system shown in Fig. 1, reference numeral 1 denotes a system supply air duct 25 connected at one end to a supply air fan (not shown) and reference numeral 2 an exhaust air duct connected at one end to a deaeration apparatus also not shown. Both ducts are routed directly through the room spaces 3 and have air distribution means 4 and deaeration means 5 for the Kuta-30 room as well. The closed ends of the ducts are marked with the reference number 6.

Kuviossa 2 on äänen etenemistä kanavassa havainnollistettu katkoviivanuolilla. Kanavassa liikkuva ääni A 35 muodostuu heijastuessaan takaisin kanavaan sen seinämistä 7 pääasiassa ns. suunnatuksi ääneksi B, joka liikkuu pääasiallisesti ilman virtaussuuntaan. Kohdatessaan kanavan 4 81442 suljetussa päässä 6 kanavan päädyn 8 osa C tästä suunnatusta äänestä heijastuu takaisin kanavaan. Keksinnön mukaisesti muodostetun päädyn ansiosta vain pieni osa D tunkeutuu päädyn läpi huonetilaan. Ilman tällaista päätyä 5 olisi päädyn läpi tunkeutuvan äänen D vaimennus huomattavasti pienempi. Kun lisäksi pääosa äänestä B on suuntautunut päätyä kohti, olisi päädyn kautta huonetilaan pääsevä ääni ilman keksinnön mukaista päätyä huomattavasti voimakkaampi kuin koko muun kanavan kautta pääsevä ääni E. 10 Täten pääty on ääneneristyksen kannalta ratkaiseva.Figure 2 illustrates the propagation of sound in the channel with dashed arrows. The sound A 35 moving in the channel is formed when it is reflected back into the channel from its walls 7 mainly by the so-called as a directed sound B moving mainly in the direction of air flow. When facing the closed end of the channel 4 81442 6, part C of the channel end 8 of this directed sound is reflected back into the channel. Due to the end formed according to the invention, only a small part D penetrates through the end into the room space. Without such an end 5, the attenuation of the sound D penetrating through the end would be considerably lower. In addition, when the majority of the sound B is directed towards the end, the sound entering the room through the end without the end according to the invention would be considerably louder than the sound E reaching through the whole other channel. Thus, the end is crucial for sound insulation.

Kuvion 3 mukaisessa toteutusmuodossa koostuu pääty 8 ulommasta vaippalevystä 9 ja siitä aksiaalisen välimatkan päässä sijaitsevasta päätylevystä 10, joiden välissä on äänieristyskerros 11. Valitsemalla eristyskerroksen 15 paksuus riittävän suureksi saadaan ääni vaimennetuksi niin alhaiselle tasolle, ettei pääty enää ole ääneneristyksen kannalta ratkaiseva. Kanavan vaippa on muilta osin eristä-mätön.In the embodiment according to Figure 3, the end 8 consists of an outer jacket plate 9 and an axially spaced end plate 10 between which there is a sound insulation layer 11. By choosing a sufficiently thick thickness of the insulation layer 15, the sound is attenuated to such a low level that the end is no longer critical. The casing of the duct is otherwise uninsulated.

Kuvion 3 mukaisessa toteutusmuodossa voi eräissä 20 tapauksissa osa äänestä heijastua päätylevyn 10 kautta takaisin kanavaan ja siellä nostaa vallitsevaa äänitasoa ja siten lisätä ilmanjakovälineiden ja kanavan seinämän kautta huonetilaan johtuvaa ääntä. Koska matalajaksoisen äänen vaimentaminen on vaikeaa ja vaatii paksun eristys-25 kerroksen, muodostuisi pääty runsaasti tilaa vaativaksi. Tällaisia tapauksia varten on kehitetty vaihtoehtoinen toteutusmuoto.In the embodiment according to Figure 3, in some cases, some of the sound may be reflected back to the duct through the end plate 10 and there increase the prevailing sound level and thus increase the sound due to the room space through the air distribution means and the duct wall. Because low-period sound attenuation is difficult and requires a thick layer of insulation-25, the end would become space-intensive. An alternative embodiment has been developed for such cases.

Kuviossa 4 esitetyssä rakenteessa on kohtuullisen paksun päädyn 18 sisäpuolelle lisätty eristysmateriaalista 30 valmistettu kanavan sisätilaa päin suippeneva vaimennus-kappale 12. Kanavasta tuleva ääni kulkee ensin eristysmateriaalin läpi, jolloin ääni vaimenee. Päätylevystä 10 takaisin joka suuntaan heijastuva ääni joutuu kulkemaan eripituisia matkoja vaimennuskappaleen läpi, jolloin myös 35 matalataajuiset äänet vaimenevat eikä päätylevystä heijas- 5 81442 tuva ääni enää nosta kanavassa vallitseva ääänitasoa. Tämä toteutusmuoto sallii lisäksi ilmanjakovälineen sijoittamisen myös vaimennuskappaleen kohdalle eikä pääty vaadi huomattavaa lisätilaa. Päädyssä ei välttämättä tarvitse 5 olla eristyskerrosta 11.In the structure shown in Fig. 4, a damping body 12 made of insulating material 30 tapering towards the interior of the duct is added inside the reasonably thick end 18. The sound coming from the duct first passes through the insulating material, whereby the sound is attenuated. The sound reflected from the end plate 10 in all directions has to travel different lengths through the attenuator, whereby the low frequency sounds 35 are also attenuated and the sound reflected from the end plate no longer raises the sound level prevailing in the channel. In addition, this embodiment also allows the air distribution means to be placed at the damping body and the end does not require considerable additional space. The end does not necessarily have to have an insulating layer 11.

Kuvion 4 mukaisessa rakenteessa on vaimennuskappa leen 12 sivut esitetty erimuotoisina kahden eri toteutus-muodon havainnollistamiseksi. Ylempi puolikas 12A kuvaa kartiomaista vaimennuskappaletta ja alempi puolikas 12B 10 porrastettua lieriömäistä kappaletta. Vaimennuskappale voi myös olla tällaisten muotojen yhdistelmä ja muunkin-muotoinen kulloisestakin tapauksesta riippuen.In the structure according to Figure 4, the sides of the damping body 12 are shown in different shapes to illustrate two different embodiments. The upper half 12A illustrates a conical damping body and the lower half 12B 10 a stepped cylindrical body. The damping body can also be a combination of such shapes and other shapes, depending on the case.

Piirustus ja niihin liittyvä selitys on vain tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityisiä kohdiltaan voivat keksinnön mukainen ilmastointijärjestel mä ja tuloilmakanava vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Ainakin tuloilmakanava on edullisesti kierresau-mattu metalliputki. Vaikka edellä esitetyssä esimerkissä on kuvattu keksintöä tuloilmakanavan avulla niin on sel-20 vää, että kysymyksessä on ainoastaan esimerkki. Keksintöä voidaan käyttää myös poistoilmakanavien yhteydessä, ts. kuviot 2-4 voisivat yhtä hyvin esittää poistoilmakanavan yksityiskohtia. Keksintöä ei myöskään ole rajattu usean huonetilan ilmastointiin vaan järjestelmää voidaan käyttää 25 myös yhtenäisen tilan ilmastoinnin yhteydessä. Tulo- ja poistoilmakanavia ei myöskään tarvitse välttämättä sijoittaa niin kuin kuviossa 1 on esitetty vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Kanavat voidaan sijoittaa käytävän kohdalle jne. Ilma voidaan myös puhaltaa huoneti-30 loihin ja poistaa käytävältä tai vaihtoehtoisesti ilma voidaan puhaltaa käytävälle ja poistaa huonetiloista. Em. tapauksissa ilmalle täytyy luonnollisesti järjestää vir-taustie, esimerkiksi säleikkö, jota kautta ilma pääsee virtaamaan seinän lävitse jne.The drawing and the related description are only intended to illustrate the idea of the invention. The air conditioning system and the supply air duct according to the invention may vary from individual points of view within the scope of the claims. At least the supply air duct is preferably a threaded metal pipe. Although the invention has been described in the example above by means of a supply air duct, it is clear that this is only an example. The invention can also be used in connection with exhaust air ducts, i.e. Figures 2-4 could just as well show the details of the exhaust air duct. The invention is also not limited to the air conditioning of several rooms, but the system can also be used in connection with the air conditioning of a single room. The supply and exhaust air ducts also do not necessarily have to be located as shown in Fig. 1, but other solutions are also possible. The ducts can be placed at the corridor, etc. The air can also be blown into the rooms and removed from the corridor, or alternatively the air can be blown into the corridor and removed from the rooms. Em. in such cases, a flow path must, of course, be provided for the air, for example a grille through which air can flow through the wall, etc.

3535

Claims

An air conditioning system comprising at least one supply air duct 5 (1) connected to the supply air source, having at least one air distribution means (4), and at least one exhaust air duct (2) connected to the deaeration equipment, having at least one deaeration means (5), wherein one or a plurality of air ducts (1, 2) terminate in a closed end (6), characterized in that the closed end (6) of the otherwise substantially uninsulated air duct (1, 2) is soundproofed (8; 18).

An air duct for an air conditioning system having a plurality of air distribution or deaeration means (4, 5) on the jacket surface of the duct (1, 2) and which duct can be connected to a supply air source or deaeration device 15 and closed at one end (6), characterized in that the end (6) of the partially uninsulated channel (1, 2) is closed from the sound insulator.

Air duct according to Claim 2, characterized in that the closed end (6) of the duct (1, 2) is provided with a sound-insulating end (8; 18).

Air duct according to Claim 3, characterized in that the end (8; 18) consists of a jacket plate (9) closing the duct (1, 2) and an end plate (10) located axially spaced therefrom and a sound-insulating layer (11) therebetween.

Air duct according to Claim 4, characterized in that a sound-absorbing element (12) is arranged inside the end plate (10).

Air duct according to Claim 5, characterized in that the sound-absorbing body (12) is at least partially conical (12A) and tapers inwards in the duct.

6 81442

Air duct according to Claim 5 or 6, characterized in that the sound-absorbing body (12) 7 81442 is at least partially in the shape of a stepped cylinder (12B) and tapers inwards in the duct.

Air duct according to one of the preceding claims, characterized in that the air duct (1, 5 2) is a threaded round metal pipe known per se. β 81442