FI96062C - Ilmastointilaite - Google Patents

Description

96062

Ilmastointilaite

Keksinnön kohteena on ilmastointilaite, joka käsittää lämmönsiirtimen, jonka kautta huoneilma on sovitettu 5 kiertämään ja sovitettu puhallettavaksi olennaisesti vaakasuunnassa takaisin huoneeseen syöttökanavan läpi puhalletun tuloilman virtauksen avulla, jolloin syöttökanava ja ilman-jako- ja kierrätysvälineet on sovitettu yhteisen runkokote-lon sisään.

10 Edellä esitetyt rakenteet ovat nykyään hyvin tunnet tuja ilmastointitekniikan alalla. Tavallisimmissa sovellutuksissa runkokotelo on muodostettu ns. puhalluspalkiksi, johon on yhdistetty tuloilman jako huoneeseen sekä tilan lämmitys tai jäähdytys. Esimerkkinä em. ratkaisuista voi-15 daan mainita FI-patenttihakemuksesssa 912226 esitetty ratkaisu. Em. ratkaisussa lämmönsiirrin on sijoitettu palkin yläosaan. Lämmönsiirtimen alapuolella on ilmanjakokanava, jossa on suuttimia, rakoja tai muita ilmanjakolaitteita. Kanava ja lämmönsiirrin ovat yleensä molemmat runkokotelon 20 sisällä. Vastaavanlaisia rakenteita on esitetty myös esimerkiksi NO-kuulutusjulkaisussa 161701 ja SE-kuulutusjulkaisussa 460923.

Palkin ollessa käytössä huoneilma virtaa osittain konvektion, osittain ilmanjakolaitteesta lähtevien ilma-25 suihkujen aiheuttaman induktion vaikutuksesta lämmönsiirtimen läpi, jolloin huoneilma jäähtyy. Ilmasuihkut sekoittavat lämmönsiirtimen läpi virranneen ilman osittain tuloil-maan, osittain huoneilmaan samalla kun ne puhaltavat ko. ilman sivulle ja estävät täten jäähtynyttä ilmaa, joka on 30 huoneilmaa raskaampaa, putoamasta alas ja aiheuttamasta vetoa.

: Edellä esitetyt palkit toimivat periaatteessa hyvin, mutta kustannukset ovat kuitenkin melko korkeat lähinnä lämmönsiirtimen takia, sillä lämmönsiirtimen osuus on noin 35 puolet kokonaiskustannuksista. Em. seikkaa vakavampi haitta 2 96062 on kuitenkin se, että lämmönsiirtimen läpi virtaavasta suodattamattomasta huoneilmasta tarttuu pölyä lämmönsiirto-pinnoille, jolloin lämpöteho laskee sekä huonontuneen läm-mönsiirtokertoimen, että pienentyneen ilmavirran takia.

5 Pölykerroksiin voi syntyä sieni- ja bakteerikasvustoja, jotka huonontavat sisäilman laatua ja voivat aiheuttaa esimerkiksi allergikoille vakavia terveydellisiä haittoja. Tavallisimmin puhalluspalkeissa käytetyt ns. lamellipatte-rit, joissa lamellijako on 3 - 6 mm, sattavat tukkeutua 10 muutamassa vuodessa lähes täysin.

Em. syystä johtuen palkkien lämmönsiirtimet on puhdistettava melko usein. Puhdistusvälin pituus riippuu täysin huonetilasta ja siellä tapahtuvasta toiminnasta, ulkoilman laadusta alueella, palkkien sijainnista huoneessa 15 jne, joten täsmällisiä kustannuksia puhdistukselle ei voida määritellä. Kun esimerkiksi tavallisissa toimistotiloissa puhalluspalkkien lämmönsiirtimet on puhdistettava 1-2 vuoden välein, on konttoritilojen poistokanavien tavanomainen puhdistusväli noin 10 vuotta. Lämmönsiirtimet on siis 20 puhdistettava 5-10 kertaa useammin kuin muu ilmastointi-laitos. Suorat puhdistuskustannuksetkin ovat siten huomattavat ja lisäksi on huomattava, että toiminta ko. tiloissa häiriintyy, laitteet kuluvat ja vaurioituvat puhdistuksen takia jne.

25 Lämmönsiirtimet voitaisiin tietysti suojata suodat- timilla samaan tapaan kuin ilmastointikoneiden lämmönsiirtimet. Kun käytettävissä on kuitenkin vain tiheyserosta ja induktiosta aiheutuva erittäin pieni paine-ero, olisi suodattimet mitoitettava erittäin suuriksi, etteivät niiden 30 painehäviöt estäisi laitteen toimintaa.Kun hankintakustannusten lisäksi on huomioitava suodattimien vaihtokustannuk-’ set, olisivat kokonaiskustannukset ilmeisesti jopa suurem mat kuin lämmönsiirrinten puhdistuskustannukset. Lisäksi suodattimille ei useinkaan ole löydettävissä tilaa. Edellä 35 esitetyistä syistä johtuen suodattimia ei yleensä käytetä « 96052 3 puhalluspalkkien yhteydessä.

Tunnettujen lämmönsiirrinten haittoja ovat lisäksi , tilantarve, joka varsinkin korkeussuunnassa aiheuttaa usein vaikeuksia, sekä niiden painehäviöt, joiden vaikutukset 5 absoluuttisesta pienuudesta huolimatta ovat merkittäviä, koska käytettävissä oleva painekin on hyvin pieni. Lämmön-siirrin muodostaa merkittävän virtausesteen ja pienentää siten merkittävästi palkin lämpötehoa.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ilmastointi-10 laite, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen ilmastointilaitteen avulla, joka on tunnettu siitä, että lämmönsiirrin on muodostettu niin, että ainakin osa runko-kotelon seinämälevyistä on sovitettu toimimaan ainakin 15 osana lämmönsiirtimen lämmönsiirtopinnoista.

Keksinnön mukaisen ilmastointilaitteen etuna on ennen kaikkea se, että lämmönsiirtimen kustannukset ovat murto-osa nykyisistä ja sen likaantumisalttius on suunnilleen sama kuin kanavien likaantumisalttius, siis 1/5 - 1/10 20 nykyisestä. Puhdistuskustannukset ja huonontava vaikutus sisäilman laatuun ovat vähintään samassa suhteessa pienemmät kuin aiemmin käytetyssä tekniikassa. Keksinnön mukainen rakenne ei myöskään aiheuta painehäviöitä eikä se myöskään vaadi lisätilaa.

25 Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkem min oheisessa piirustuksessa esitettyjen edullisten sovellutusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisen laitteen ensimmäistä sovellutusmuotoa, 30 kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen lämmön- siirrinratkaisun erään yksityiskohdan toteutusta suuremmas-’ - sa mittakaavassa nähtynä kuvantona, kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen lämmön-siirrinratkaisun yksityiskohdan toista toteutusvaihtoehtoa 35 suuremmassa mittakaavassa nähtynä kuvantona, 1 ·.

4 96052 kuvio 4 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisen laitteen toista sovellutusmuotoa ja kuvio 5 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisen laitteen kolmatta sovellutusmuotoa.

5 Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti keksinnön mukaisen laitteen ensimmäinen sovellutusmuoto. Viitenumeron 1 avulla on esitetty yleisesti runkokotelo. Viitenumeron 2 avulla on puolestaan esitetty syöttö- tai tuloilmakanava, jossa on suuttimet 3. Runkokotelo 1 käsittää sivuseinät la 10 ja Ib sekä pohjalevyn 4. Em. osat muodostavat puhalluspal-kin.

Kuvion 1 mukainen puhalluspalkki toimii periaatteessa seuraavalla tavalla. Tuloilma puhalletaan tulokanavasta 2 suutinten 3 kautta runkokotelon 1 rajaamaan tilaan. Suut-15 timet 3 on sijoitettu pienehköin välein runkokotelon 1 koko pituuden alueelle. Suuttimista 3 purkautuva suurinopeuksinen ilmasuihku vetää runkokotelon rajaamassa tilassa ylhäältä mukaansa huoneilmaa runkokotelon sisään. Tuloilman puhallus vetää mukaansa huoneilmaa myös puhalluksen tason 20 alapuolelta. Ilman virtaukset on esitetty kuviossa 1 nuolten avulla.

Em. seikat ovat sinänsä tunnettuja seikkoja alan ammattimiehelle, joten ko. seikkoja ei esitetä tässä yhteydessä tarkemmin. Tässä yhteydessä viitataan esimerkiksi FI-25 patenttihakemukseen 912226, jossa puhalluspalkin toiminta on esitetty varsin yksityiskohtaisesti.

Keksinnön perusajatuksena on se, että erillisen lämmönsiirtimen sijasta puhalluspalkin runkokotelo ja ilma-kanava muodostavat lämmönsiirtimen, jolloin joko erillistä 30 lämmönsiirrintä ei tarvita lainkaan tai se voidaan korvata pienellä, rakenteeltaan yksinkertaisella ja halvalla täy- * dennysosalla.

Olennaista keksinnössä on se, että lämmönsiirrin on muodostettu niin, että ainakin osa runkokotelon 1 seinämis-35 tä on sovitettu toimimaan ainakin osana lämmönsiirtimen 1 ii u.i air n i ai i · j · · 5 96062 lämmönsiirtopinnoista. Kuvion 1 sovellutusmuodossa sivuseiniin la ja Ib ja ilmakanavan 2 sivulevyihin 2a ja 2b on muodostettu urat 5, joihin on listoilla 6 kiristetty putki 7, jossa kiertää lämpöä siirtävä väliaine. Lämpöä siirtävä 5 väliaine voi kiertää jokaisessa erillisessä putkessa 7 tai kaikki tai vaihtoehtoisesti osa putkista voi olla myös sarjaan kytkettynä. Kun putkiin 7 johdetaan esimerkiksi kylmää vettä, sivuseinät la ja Ib ja sivulevyt 2a ja 2b jäähtyvät ja alkavat jäähdyttää ympärillään olevaa ilmaa, 10 jonka tiheys luonnollisesti tällöin kasvaa. Ympäristöään raskaampi ilma painuu alaspäin osittain painovoiman, osittain suuttimista 3 virtaavan suurinopeuksisten ilmasuihku-jen vaikutuksesta. Suuttimista 3 tulevat suihkut kääntävät virtauksen sivulle aukkojen 8 läpi ja sekoittuvat jäähty-15 neeseen, alaspäin virranneeseen ilmaan sekä huoneilmaan.

Mikäli suuttimien 3 etäisyys pohjalevystä 4 ei ole liian suuri, vetävät suihkut ilmaa myös alhaalta päin aukkojen 9 läpi. Huoneeseen syntyy näin klertovirtaus, jonka suunta on seinien lähellä alaspäin ja huoneen keskel-20 lä ylöspäin. Aukoista 8 virtaava ilma kääntää sivulle myös sivuseinien la ja Ib ulkopintoja pitkin alaspäin virtaavan ilman kuten kuviossa 1 on esitetty.

Mikäli sivuseinien la, Ib ja sivulevyjen 2a, 2b lämmönsiirtokyky ei ole riittävä, voidaan niiden välille . . . 25 kiinnittää yksi tai useampia väliseiniä 10, joihin kiinni- • < tetään listan 6 avulla väliaineputki 7 edellä kuvatulla tavalla. Väliseinät 10 on kuviossa 1 esitetty olennaisesti samansuuntaisina kuin kuin sivuseinät la, Ib ja sivulevyt 2a, 2b. Väliseinät 10 voivat kuitenkin olla myös kohtisuo-30 rassa sivuseiniin la, Ib ja sivulevyihin 2a, 2b nähden, jolloin ne muodostavat runkokotelon 1 tukirakenteen. Väli-* seinä 10 voi muodostua myös molemmista em. rakenteista, joko ritilärakenteena tai siten, että erisuuntaiset osat ovat korkeussuunnassa eri tasoissa ja ne voivat myös olla 35 eri levyisiä jne.

< » · i 6 96062

Kuvion 1 sovellutusmuodossa putki 7 on kiinnitetty uraan 5 listan 6 avulla. Putki 7 voidaan luonnollisesti kiinnittää paikalleen myös ilman listaa 6 siten, että ura 5 tehdään syvemmäksi kuin kuviossa 1 on esitetty. Em. sy-5 vempi ura voidaan valssata umpeen sen jälkeen kun putki 7 on asennettu uraan 5, jolloin putki jää kokonaan seinämateri-aalin sisään.

Kuviossa 2 on esitetty putken asennus levyrakenteiseen seinään, esimerkiksi sivuseinä la, Ib, listaa 6 ja 10 lämmönsiirtoväliainetta 11 käyttäen.

kuviossa 3 on puolestaan esitetty putken 7 asennus erillisiä syvävedettyjä profiileja 12, 13 käyttämällä.

kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen toinen sovellutusmuoto. Kuvion 4 mukainen sovellutusmuoto 15 eroaa kuvion 1 sovellutusmuodosta ainoastaan siinä, että kuvion 4 sovellutusmuodossa tuloilmaa puhalletaan ainoastaan yhteen suuntaan kun kuvin 1 sovellutuksessa tuloilmaa puhalletaan kahteen suuntaan.

Kuvissa 5 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen 20 kolmas sovellutusmuoto. Kuvion 5 sovellutusmuoto vastaa olennaisesti kuvioiden 1 ja 4 sovellutusmuotoja. Erona on ainoastaan se, että kuvion 5 sovellutusmuodossa runkokote- lon 1 ulkopuolelle sovitetut, ilmavirtausta ohjaavat levyt 14a, 14b on sovitettu toimimaan myös lämmönsiirtimen läm- , . 25 mönsiirtokykyä lisäävinä lämmönsiirtopintoina. Levyjen 14a, » · 14b ilmavirtaa ohjaavat taitokset on merkitty viitenumeroilla 15 ja 16. Kuvion 1 sovellutuksessa puolestaan runko-kotelon 1 sisään sovitetut, ilmavirtausta ohjaavat väliseinät 10 on sovitettu toimimaan myös lämmönsiirtimen lämmön-30 siirtokykyä lisäävinä lämmönsiirtopintoina. On selvää, että ko. yksityiskohdat voidaan yhdistää myös samaan konstruktioon.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä 35 voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin 1 · · 7 96062 vapaasti. Näinoleen on selvää, että keksinnön mukaisen ilmastointilaitteen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Esimerkiksi 5 seinät tai levyt la, Ib, 2a, 2b jne voidaan tehdä kokonaan-kin syvävedetystä profiilista ja putki 7 voidaan korvata profiilissa olevalla ontelolla tai soikion, suorakaiteen tms. muotoisella erillisellä profiililla jne. Putkia voi myös olla useampia kuin yksi, niiden sijainti voi vaihdella 10 samoin kuin suutinten 3 sijainti, suuntaus tai muoto. Esimerkiksi erillisten suutinten sijasta yhtenäinen rako, kaksi tai useampia suutinrivejä jne ovat täysin mahdollisia. Kaikki sinänsä tunnetut rakennemuodot ovat mahdollisia, esimerkiksi yhteen suuntaan puhaltava palkki, kahteen 15 suuntaan puhaltava palkki jne. Yhden ilmanjakokanavan si jasta voidaan käyttää kahta ilmanjakokanavaa jne. On edelleen huomattava, että vaikka edellä on keksintöä selvitetty jäähdytystilanteessa, niin on selvää, että keksinnön perusajatusta voidaan hieman muunnettuna soveltaa myös lämmityk-20 sen yhteyteen.

Claims (3)

960.52

1. Ilmastointilaite, joka käsittää lämmönsiirtimen, jonka kautta huoneilma on sovitettu kiertämään ja sovitettu 5 puhallettavaksi olennaisesti vaakasuunnassa takaisin huoneeseen syöttökanavan (2) läpi puhalletun tuloilman virtauksen avulla, jolloin syöttökanava (2) ja ilmanjako- ja kierrätysvälineet on sovitettu yhteisen runkokotelon (1) sisään, tunnettu siitä, että lämmönsiirrin on muo- 10 dostettu niin, että ainakin osa runkokotelon (1) seinämäle-vyistä (la,Ib,2a,2b) on sovitettu toimimaan ainakin osana lämmönsiirtimen lämmönsiirtopinnoista.

2. Ventilationsanordning enligt patentkravet 1, 15 kännetecknad därav, att i stomhöljet (1) anord- nade, luftströmmen styrande mellanväggplAtar (10) har anordnats att fungera som värmeväxlarens värmeöverförings-förmiga utökande värmeöverföringsytor.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmastointilaite, tunnettu siitä, että runkokotelon (1) sisään sovi- 15 tetut, ilmavirtausta ohjaavat väliseinälevyt (10) on sovitettu toimimaan lämmönsiirtimen lämmönsiirtokykyä lisäävinä lämmönsiirtopintoina.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ilmastointilaite, tunnettu siitä, että runkokokotelon (1) ul- 20 kopuolelle sovitetut, ilman virtausta ohjaavat levyt (14a, 14b) on sovitettu toimimaan lämmönsiirtimen lämmönsiirtokykyä lisäävinä lämmönsiirtopintoina. » « 1 · 96002 , 1. Ventilationsanordning omfattande en värmeväxlare, genom vilken rumsluften har anordnats att cirkulera och 5 anordnats att bläsas väsentligen horisontalt tillbaka till rummet med tillhjälp av den genom en inmatningskanal (2) blAsta tilluftsströmmen, varvid inmatningskanalen (2) och luftdistributions- och cirkulationsorganen har anordnats i ett gemensamt stomhölje (1), kännetecknad 10 därav, att värmeväxlaren är s& utformad, att ätminstone en del av stomhöljets (1) väggplätar (la,Ib,2a,2b) har anordnats att fungera som Atminstone en del av värmeväxlarens värmeöverföringsytor.

3. Ventilationsanordning enligt patentkravet 1 eller 20 2, kännetecknad därav, att p4 utsidan av stom höljet (1) anordnade, luftströmmen styrande skivor (14a, 14b) har anordnats att fungera som värmeväxlarens värmeöver f örings f örmäga utökande värmeöverföringsytor. « « • «