FI83364C - Foerfarande foer att kontinuerligt reglera driften av en ventilationsanlaeggning samt ventilationsanlaeggning haerfoer. - Google Patents

Description

1 83364

Menetelmä ilmastointilaitteen käytön säätämiseksi jatkuvasti sekä ilmastointilaite tätä varten Käsiteltävä keksintö koskee menetelmää ilman si-5 säänpuhalluslaitteen ja ilman poistoimulaitteen käsittävän ilmastointilaitteen käytön säätämiseksi jatkuvasti sekä menetelmän soveltamiseen käytettävää ilmastointilaitetta.

Edellä mainittua tyyppiä olevissa tunnetuissa 10 ilmastointilaitteissa puhaltimien läpi menevän ilmavirtauksen säätö tapahtuu useimmiten vain tietyssä tilanteessa ja ilmastointilaitteen edellytetään toimivan sitten tyydyttävästi myös säätötilanteesta poikkeavissa olosuhteissa. On kuitenkin osoittautunut, että tunnetut ilmas-15 tointilaitteet ovat herkkiä häiriöille, mistä johtuen esimerkiksi ilmanpaineessa ja ulkoilman lämpötilassa tapahtuvat muutokset ja tähän liittyvät ilman tiheyden ja määrän muutokset voivat vaikuttaa negatiivisesti laitoksen virtaukseen. Tämä koskee nimenomaan niitä nykyään yhä 20 yleisemmiksi tulleita ilmastointilaitteita, jotka päästä vät imetyn ilman menemään lämmönvaihtimen läpi lämmön ottamiseksi talteen ennen ilman johtamista ulos.

Näiden häiriöriskien poistamiseksi keksintö koskee menetelmää, joka säätää ilmastointilaitetta jatkuvasti, 25 ja latetta tätä varten. Tämä saadaan keksinnön mukaan aikaan l.ja 3. patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa mainituilla erikoispiirteillä.

Keksinnön ymmärtämisen helporramiseksi sen erästä suoritusmuotoa selostetaan seuraavassa viittaamalla ohei-30 siin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on leikkaus ilmastoidusta huoneistosta ja esittää kaaviona sen ilmastointilaitetta, kuvio 2 esittää kaaviona ilmastointilaitetta, jonka säätö tapahtuu keksinnön mukaisella menetelmällä, ja 35 kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaises ta säätölaitteesta.

2 83364

Kuviossa 1 esitettyä tyyppiä olevissa ilmastointilaitteissa ilma puhalletaan sisään vinosti alaspäin suuntautuvasta puhallussuuttimesta 5 ja imetään ulos imusuuttimen 6 läpi. Näiden suuttimien läpi menevillä 5 sopivilla virtauksilla päästään tavoiteltuun vaikutukseen, toisin sanoen, että ilmastoitavan huoneiston ilmaan syntyy niin sanottuja tuulenpuuskia, kuten kuviossa 1 kaaviona esitetään. Nämä tuulenpuuskat saavat aikaan huoneistossa olevan ilman sekoittumisen ja takaavat, että si-10 sään tuleva ilmavirtaus sekoittuu hyvin huoneistossa olevaan ilmaan. Tämä virtaustyyppi on kuitenkin osoittautunut hyvin herkäksi häiriöille ja tästä johtuen sitä on vaikea pitää yllä jatkuvasti ilmastointilaitteen ollessa käytössä.

15 Tunnetuissa ilmastointilaitteissa ei ole siis har vinaista, että tietyissä käyttöolosuhteissa näitä tuulenpuuskia ei saadakaan syntymään, vaan sisään puhallettu ilmavirtaus menee määrältään vaihtelevana suoraan imusuut-timeen. Tästä on seurauksena, että se osa huoneistossa 20 olevasta ilmasta, joka on suuttimien 5, 6 alareunojen välissä olevan kuvitellun viivan alapuolella, jää suurelta osalta vaihtumatta, mikä on viikava epäkohta esimerkiksi silloin, kun sisään puhallettu ilma on tarkoitettu myös huoneiston lämmittämiseen. Huoneiston termcstaa.tti, joka 25 ohjaa sisään puhalletun ilman lämpötilaa, on tavallisesti edellä mainitun kuvitellun viivan alapuolella ja ilmaisee huoneiston lämpötilan näin ollen liian alhaiseksi, mikä merkitsee taas sitä, että ulos puhallettu ilma lämmitetään tarpeettomasti. Laitteen energiatalouden kannalta tällai-30 sella häiriöllä voi siis olla vakavat seuraukset. Jos huoneistoa käytetään ympäristölle vaarallisia kaasuja synnyttäviin toimintoihin, nämä kaasut voivat, koska ilman sekoittumista ei tapahdu, kerääntyä yhä suurempana kon-sentraationa huoneiston alaosaan ja muodostaa tällöin 35 huoneistossa oleville vaaratilanteen, jota ei voida hyväksyä.

3 83364

Keksintö perustuu siihen hämmästyttävään toteamukseen, että ulkoilman ja huoneistossa olevan ilman staattisten paineiden ollessa samanlaiset virtauksen tuulenpuuskissa ei synny edellä mainittuja häiriöitä. Kun 5 ilmastointilaite varustetaan sellaisella säätölaitteella, joka pitää nämä staattiset paineet yhtä suurina, laitetta voidaan näin ollen säätää jatkuvasti sen käytön aikana. Tämän yhtäjaksoisen säädön suorittamista varten huoneisto varustetaan säätölaitteella 8, joka synnyttää lähtö-10 signaalin, kun huoneiston staattinen paine poikkeaa ulkoilman staattisesta paineesta, ja jota selostetaan yksityiskohtaisesti myöhemmin.Tämä lähtösignaali säätää sitten jonkin puhaltimen, mieluimmin poistoilmapuhaltimen, läpi menevän virtauksen.

15 Kuviossa 2 esitetään kaaviona lämmön talteenottoon perustuva ilmastointilaitetyyppi, jota voidaan säätää edullisesti keksinnön mukaisella menetelmällä. Laitteeseen kuuluu ilman sisäänpuhalluspuhallin 3, joka puhaltaa esi-lämmitettyä ilmaa jälkilämmityspatterin 4 läpi, jossa 20 ilmaa lämmitetään lisää, ja sitten sopivien kanavien ja suuttimien 5 läpi huoneistoon tai huoneistoihin, joka tai jotka on ilmastoitava. Sisäänpuhalluspuhaltimen vastavirta-puolella on poltin 2 ja lämmönvaihdin 1, jotka on järjestetty sisään imetyn ulkoilman esilämmittämistä varten.

25 Ilmaa imetään ulos huoneistosta tai huoneistoista sopivien kanavien ja suuttimien 6 kautta poistoimupuhaltime11a 7. Poistoimupuhaltimen vastavirtapuolelle on järjestetty lämmönvaihdin 1 poistettavan ilman lämpösisällön talteen-ottamista varten. Tämä lämmönvaihdin on mieluimmin pyöri-30 vä lämmönvaihdin 1, joka on sijoitettu osittain myös sisäänpuhalluspuhaltimen 3 sisääntulokohtaan ja toimii siinä esilämmittimenä.

Tällainen laite toimii seuraavalla tavalla. Sisään imetty ulkoilma menee ennen sisäänpuhalluspuhaltimen 3 35 läpi siirtymistään pyörivän lämmönvaihtimen 1 tietyn osan 4 83364 läpi. Ulkoilma lämpiää tällöin sen lämpötilan, sisälämpötilan, lämmönvaihtimen toiminta-asteen ynnä muiden tekijöiden perusteella ja se menee sen jälkeen sisäänpuhallus-puhaltimen vastavirtanopeudelle järjestetyn polttimen 2 5 läpi. Tämä on mieluimmin termostaattiohjattu, niin että ilma tulee sisäänpuhalluspuhaltimeen 3 suunnilleen siinä lämpötilassa, joka pidetään yllä ilmastoidussa huoneistossa. Ennen sisäänpuhallusilman syöttämistä huoneistoon, sitä lämmitetään vielä joitakin asteita sisäänpuhalluspu-10 haltimen myötävittapuolella olevassa jälkilämmityspatteris-sa 4. Tämän jälkeen ilma puhalletaan sopivien suuttimi-en 5 läpi siihen huoneistoon tai niihin huoneistoihin, joka tai jotka on ilmastoitava tai lämmitettävä. Tästä huoneistosta tai näistä huoneistoista sopivilla suuttimilla 15 6 imetty ilma tulee sitten kokoomakanavaan tai vastaa vaan ja menee siitä poistoimupuhaltimen 7 vastavirtapuo-Iclla olevan pyörivän lämmönvaihtimen 1 tietyn osan läpi, jossa se luovuttaa lämmöstään suuren osan, ennen kuin se menee poistoimupuhaltimen 7 läpi ja johdetaan ulos.

20 Tämän tyyppisissä laitteissa sisäänpuhalluspuhal- timen 3 syöttämä ilmamäärä vastaa poistoimupuhaltimen 7 imemää ilmamäärää. Tämä merkitsee taas sitä, että poistoimupuhaltimen ulkoilmaan poistama ilmamäärä vastaa si-säänpuhalluspuhaltimen huoneistoon syöttämää ilmamäärää.

25 Vakiopaineen ollessa kysymyksessä ilman tilavuus eri lämpötiloissa on suoraan verrannollinen näihin lämpötiloihin. Tämä tarkoittaa sitä, että poistoimupuhaltimen ulkoilmaan poistamalla ilmalla ja lämmönvaihtimen +20°C:sta -10°C:een jäähdyttämällä ilmalla on sellainen tilavuus, joka vastaa 30 90 % siitä tilavuudesta, joka samalla ilmalla on huoneis tossa, jos huoneiston paine vastaa ulkoilman painetta.

Jos lämmönvaihdin sen sijaan jäähdyttää ilman +20°C:sta 0°C:seen, ulkoilmaan poistettavalla ilmalla on sellainen tilavuus, joka vastaa 93 % siitä tilavuudesta, joka samal-35 la ilmalla on huoneistossa. Jos ilmastointilaite säädetään 5 83364 näin ollen sellaiselle ulkoilman lämpötilalle, että lämmönvaihdin jäähdyttää ulos imetyn ilman +20°C:sta 0°C:een, mutta ulkoilman lämpötila laskeekin sitten niin paljon, että tämä ilma jäähtyy -10°C:een, poistoimupuhal-5 Iin, jonka tilavuusvirtaus aikayksikköä kohden on vakio sen kierrosluvun ollessa vakio, imee ulos liian suuren ilmamäärän, ellei muita edellytyksiä muuteta. Tämän toiminnan vaikutusta järjestelmään on vaikea laskea kvantitatiivisesti, koska se riippuu monista tekijöistä, kuten 10 kokonaispaineen, staattisen paineen tai dynaamisen paineen muutoksista, ilmastointijärjestelmän muuttuneista paine-olosuhteista ja niin edelleen. Kvalitatiivisesti on kuitenkin selvää, että huoneistoon voi syntyä alipainetta, ja kokemukset ovatkin osoittaneet, että se voi muodostua 15 niin suureksi, että ilmastointivirtaus häiriintyy, toisin sanoen tuulenpuuskat loppuvat ja sisään puhallettu virtaus menee suoraan poistoimusuuttimeen. Jos ulkoilman lämpötila sen sijaan nousee, voi huoneistoon luonnollisesti muodostua ylipainetta.

20 Jotta voitaisiin estää ali- tai ylipaineen muodos tuminen huoneistoon ja eliminoida tällöin tuulenpuuskassa esiintyvät häiriöt, poistoimupuhaltimen kierrosluku säädetään säätölaitteella, joka on mieluimmin suunnanvaihtoinen sähkömoottori, jonka lähtöakseli siirtää vipumekanismin 25 tai vastaavan avulla hihnapyörävariaattorin hihnapyörää.

Ohjaussignaali saadaan suunnanvaihtomoottoriin säätölaitteesta 8, joka antaa alipaineen esiintyessä lähtösignaa-lin, joka panee moottorin pyörimään sellaiseen suuntaan, joka vähentää poistoimupuhaltimen kerroslukua, ja joka 30 alipaineen esiintyessä antaa taas sellaisen lähtösignaa-lin, joka panee moottorin pyörimään toiseen suuntaan.

Säätölaite 8 käsittää onton kotelorungon 9, joka on sellaista materiaalia, että se pysyy kulloinkin esiintyvissä paineissa jäykkänä, esimerkiksi kovamuovia.

35 Taipuisa kalvo 10 jakaa kotelorungon onton sisäosan 6 83364 kahdeksi kammioksi 11, 12. Toinen kammio 12 on yhdistetty johdolla ulkoilmaan ja ilmaisee ulkoilman staattisen paineen. Johdon ulkoilmaan avautuva pää sijoitetaan mieluimmin tuulelta suojattuun paikkaan. Mainittu johto yhdistetään 5 kammioon 12 mieluimmin tavanomaisella putkiliittimellä, joka sopii kotelorunkoon 9 järjestettyyn liitoslaippaan 14, joka on kotclorungon sen aukon ympärillä, joka tulee toiseen kammioon 12. Kotelorungon 9 toisella puolella on vastaava aukko ja liitoslaippa 13, joka on järjestet-10 ty toisen kammion 11 yhdistämiseksi huoneistossa olevaan ilmaan. On huomattava, että huoneistoilman liitäntäjohdon suuaukko on sijoitettava niin, etteivät ne paikalliset ylipaineet tai alipaineet, jotka dynaaminen paine synnyttää sisäänpuhallus- ja poistoimusuuttimissa 5, 6, vaikuta 15 häiritsevästi säätölaitteeseen.

Kalvon 10 keskiosassa on kosketuslevy 17, joka on sopivaa, sähköä johtavaa materiaalia ja yhdistetty johtimella 20 kotelorunkoon järjestettyyn liitosruuviin 22. Keskelle kosketuslevyä 17 kalvon 10 molemmille puolille 20 on järjestetty kosketusosat 15, 16, jotka lähtevät kotelorungon molemmista sisäsivuista. Kosketusosina voidaan käyttää sähköä johtavia runkoja tai sähköä eristäviä elementtejä, joiden ulkopäässä on sähköä johtavat kosketuslevyt, jotka yhdistetään liitosruuviin 22 mieluimmin kosketusosi-25 en sisäpuolelle sijoitettujen sähköjohtojen avulla. Kalvon 10 kosketuslevyn 17 ja vastaavien kosketusosien 15, 16 väliset etäisyydet kalvon ollessa lepotilassa, toisin sanoen silloin, kun kammioiden 11, 12 paineet ovat samanlaiset, voidaan säätää, koska kosketusosat on kiinnitetty 30 kotelorunkoon 9 aksiaalisesti siirtyvinä, esimerkiksi kiertämällä ne kotelorunkoon järjestettyihin kierrehylsyi-hin 18, 19 kuviossa 3 esitetyllä tavalla. Säädetty asento lukitaan lukkomuttereilla 21. Kosketusosiin voidaan haluttaessa järjestää asteikko, joka ilmaisee sen säädet-35 tyä etäisyyttä vastaavan yli- tai alipaineen, jolla vastaava 7 83364 sähköpiiri sulkeutuu. Esitetyssä rakenne-esimerkissä kalvon 10 kosketuslevy 17 on yhdistetty liitosruuvilla 22 jännitelähteeseen ja kosketusosista 15, 16 tulevat johdot on yhdistetty samalla ruuvilla releeseen (ei esitetty), 5 joka ohjaa suunnanvaihtoisen sähkömoottorin lähtöakselin pyörimissuuntaa riippuen siitä, mikä piiri tulee virtaa johtavaksi. Myös muita sähköohjauspiirien rakennemuotoja voidaan ajatella ja edellä oleva rakenne onkin näin ollen esitetty vain esimerkkinä, joka ei rajoita keksintöä.

10 Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan siis aikaan ilmastointilaitteen jatkuva säätö, joka tasapainottaa tulo- ja poistoilmavirtaukset niin, että ilmastoitavan huoneiston tai ilmastoitavien huoneistojen staattinen paine pysyy samanlaisena ulkoilman staattisen 15 paineen kanssa. Vaikka menetelmä on tarkoitettu lähinnä sellaisia ilmastointilaitteita varten, jotka on varustettu lämmön talteenottojärjestelmällä, sitä voidaan luonnollisesti soveltaa myös muuntyyppisiin ilmastointilaitteisiin, joissa jatkuva säätö on jostakin syystä osoittautunut tar-20 peelliseksi.

Keksinnön puitteissa siihen voidaan tehdä lukuisia muutoksia. Esimerkiksi sisäänpuhalluspuhallin voidaan säätää poistoimupuhaltimen asemesta, mutta koska ilmastointi-normeissa vaaditaan tietty ilman kierrätys, ilmavirta-25 ukset on edullista tasapainottaa poistoimupuhaltimella, kuten edellä on selostettu. Syötetty ilmamäärä voidaan säätää myös käyttämällä säätöpeltejä tai vastaavia tai puhallin- ja säätöpeltilaitteen yhdistelmää. Tällainen yhdistetty säätömenetelmä on erittäin sopiva silloin, 30 kun on ilmastoitava useita toisistaan erillisiä huoneistoja.

Tällöin suurimman tai häiriöille herkimmän huoneiston säätölaite ohjaa poistoimupuhallinta, kun taas muiden huoneistojen säätölaitteet ohjaavat säätöpeltejä tai vastaavia laitteita näiden huoneistojen poistoimusuuttimien koh-35 dalla. Tällöin on huomattava, ettei muiden huoneistojen säätölaitteiden tarvitse olla yhteydessä ulkoilmaan, vaan 8 83364 "ulkoilman liitäntäkammio" voi olla yhdistetty suoraan tai epäsuorasti suurimpien huoneistojen ilmaan.

Säätölaitteen kosketusosat voidaan säätää, jolloin säätö voidaan suorittaa toivotulla tarkkuudella siten, 5 että huoneiston ylijäähtymisvaara eliminoidaan käytännössä kokonaan.

Claims (6)

1. Menetelmä häiriöiden estämiseksi nollapainejärjestelmän mukaisen ilmastointilaitteen ilmastointivirtauk- 5 sessa, joka laite käsittää ilman sisäänpuhalluspuhaltimen (3) ja ilman poistoimupuhaltimen (7), tunnettu siitä, että staattista painetta siinä huoneistossa tai niissä huoneistoissa, joka tai jotka ilmastoidaan laitteen avulla, verrataan ulkoilman staattiseen paineeseen, että 10 näiden staattisten paineiden välistä eroa käytetään ainoana ohjausmuuttujana virtauksen ohjaamiseksi ilman poisto-imu- tai sisäänpuhalluspuhaltimen (7, 3) läpi siten, että tämä ero eliminoituu, minkä johdosta ilmastointivirtauksen häiriöt, jotka ovat sitä tyyppiä, jotka johtuvat ilmapai-15 neen muutoksista, ovien avaamisesta jne., kompensoidaan laitteen avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtösignaali säätölaitteesta (8), joka antaa lähtösignaalin, kun huoneiston staattinen 20 paine poikkeaa ulkoilman staattisesta paineesta, syötetään säätölaitteeseen, joka ohjaa ilman poistoimu- (7) tai ilman sisäänpuhalluspuhaltimien (3) läpi menevää virtausta lähtösignaalin perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän sovel-25 tamiseen käytettävä ilmastointilaite, jossa on ilman si- säänpuhalluspuhallin (3) ja ilman poistoimupuhallin (7), johtoelimet, jotka johtavat sisäänpuhalluspuhaltimesta ilmastoitavaan huoneistoon tai ilmastoitaviin huoneistoihin, johtoelimet, jotka johtavat ilmastoitavasta huoneistosta 30 tai ilmastoitavista huoneistoista poistoimupuhaltiineen, ja suuttimet (5, 6), jotka puhaltavat ulos ja imevät sisään ilmaa näistä huoneistoista, tunnettu säätölaitteesta (8), joka antaa lähtösignaalin, kun mainitun huoneiston staattinen paine poikkeaa ulkoilman staattisesta 35 paineesta, elimistä, jotka siirtävät lähtösignaalin edel- 10 83364 leen, ja säätölaitteesta, joka ottaa vastaan lähtösignaa-lin ja lisää tai vähentää siitä riippuen ilmavirtausta ilman poistoimu- tai ilman sisäänpuhalluspuhaltimen (7, 3) läpi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että säätölaite (8) käsittää symmetrisen, onton kotelorungon (9), jonka sisäosa on jaettu taipuisalla kalvolla (10), joka keskiosastaan on varustettu sähköä johtavaa materiaalia olevalla kosketuslevyllä (17), 10 ilman sisääntuloaukot (13, 14), jotka johtavat kumpaankin kalvon jakamaan, kotelorungon sisäpuolella olevaan tilaan (11, 12), kalvon molemmille puolille sijoitetut kosketus-elimet (15, 16), jotka on sovitettu toimimaan yhdessä kos-ketuslevyn (17) kanssa, kaksi sähköpiiriä, joihin koske-15 tuslevy ja kosketuselimet sisältyvät, jolloin jompikumpi piireistä sulkeutuu, jos kalvo ja sen mukana kosketuslevy siirtyvät pois lepoasennostaan, sekä liitäntäjohdot, jotka yhdistävät molemmat kotelorungon sisäpuolella olevat tilat ulkoilmaan tai huoneiston sisäilmaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tun nettu siitä, että kosketuselimien (15, 16) etäisyydet kosketuslevyn lepoasentoon nähden ovat säädettävissä.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätölaite säätää poistoimupuhalti-25 men (7) kierroslukua. 11 83364 Patervtkrav