HU224449B1

HU224449B1 - Hőcserélő egység, főleg épület szellőzéséhez

Info

Publication number: HU224449B1
Application number: HU0103579A
Authority: HU
Inventors: Eugeniusz Michal Rylewski
Original assignee: Masa-Therm Sa
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2005-09-28
Also published as: CZ300914B6; PL194342B1; ES2242450T3; CA2344227A1; WO2000019151A1; DE69925295T2; EP1119728A1; US7036560B1; CZ20011051A3; HUP0103579A3; PL346936A1; DK1119728T3; AU2253400A; FR2783901B1; FR2783901A1; EP1119728B1; ATE295514T1; CA2344227C; HUP0103579A2; PT1119728E

Abstract

A találmány tárgya épület belsejébe szerelhető független hőcserélőegység, amelynek szekrénye van, amelynek falai vannak, melyek kétközeg áramlásának hullámos alakú keresztmetszettel rendelkezőátvezetését határolják, és a két közegátvezetésben ellenáramú,egyrészt az épület környezetéből nyert frisslevegő-áramlást (AN),másrészt egy, az épület belsejéből származó elhasználtlevegő-áramlást(AV) biztosító eszközei vannak. A találmány szerint aközegátvezetéseket határoló falak vékony, hajlékony, a frisslevegő-áramlás (AN) és az elhasználtlevegő-áramlás (AV) nyomásánakfüggvényében alakváltozásra képes, hullámosodó (32) fóliából (30)vannak, amely fólia (30) légzáró szövött, nemszövött vagy műanyagbólvan.

Description

A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

1. ábra

HU 224 449 Β1

Jelen találmány olyan független hőcserélő egységre vonatkozik, melyet egy épület belsejében lehet elhelyezni, például az épületnek, vagy egy részének, vagy egy helyiségnek a szellőzésére és/vagy légkondicionálására.

A találmány különösen egy olyan független hőcserélő egységre vonatkozik, amely falakkal ellátott szekrényt tartalmaz, amely két, hullámos keresztmetszettel határolt átvezetést kapcsol össze, továbbá levegőt áramoltató eszközei vannak, amelyek ellenáramú áramlást képesek létrehozni a két átvezetésben, egyrészt egy, az épület külső környezetéből származó frisslevegő-áramlást, másrészt egy, az épület belsejéből származó elhasználtlevegő-áramlást.

Egy ilyen típusú független egységet ismertet a 86 17714 számú francia szabadalom.

Ez az ismert egység lehetővé teszi egy épületben levő terület vagy helyiség szellőzésének és/vagy légkondicionálásának megoldását egyrészt egy elsődleges áramló közeg és egy másodlagos áramló közeg, nevezetesen a kívülről beszívott friss levegő és az épület belsejéből elszívott elhasznált levegő hőcseréje révén.

Az épületbe bevezetett friss levegőt vagy külső levegőt az elhasznált levegővel, a helyzettől függően melegíteni vagy hűteni lehet, amelyet ezután az épület környezetébe vezetnek ki. A helyiség vagy terület szellőzését ily módon az épületen belüli hőmérséklet jelentősebb változása nélkül lehet elérni.

Ennél az ismert egységnél a szekrény belsejében egy hullámos fallal, általában fémfallal, két áramlóközeg-átvezetés van kialakítva, ezeket csatornáknak nevezik, melyek nem mindig tisztíthatok könnyen.

Jelen találmány célja elsősorban olyan, a fentiekben ismertetett független hőcserélő egység kialakítása, amely olyan más anyagok felhasználásával készül, melyek megkönnyítik a tisztítást és amely minimális költséggel állítható elő és különböző üzemmódokkal működtethető, hővisszanyeréssel vagy anélkül.

A kitűzött célt egy, a bevezetőben körülírt független hőcserélő egységgel értük el, amelynél az áramlóközeg-átvezetéseket meghatározó falak egy hullámos, hajlékony, vékony fóliából vannak, amely a frisslevegő-áramlás, illetve az elhasználtlevegő-áramlás nyomásának függvényében alakváltozásra képes.

így az áramlóközeg-átvezetések vagy csatornák elválasztását hullámosodó hajlékony fólia révén érjük el.

Ennek a hajlékony fóliának az előnye, hogy könnyű, könnyen kivehető és egyszerű mosással tisztítható, vagy könnyen kicserélhető egy új fóliára.

A fólia hajlékonysága következtében annak hullámossága oly módon változhat, hogy a két közeg áramlását biztosító átvezetések számára a friss levegő, illetve elhasznált levegő áramló mennyiségének függvényében a szükséges keresztmetszet módosuljon. A fólia célszerűen olyan anyagból készül, amely légzáró, mint egy szövet, nemszőtt anyag, valamilyen műanyag, papír vagy más hasonló.

Ez az anyag lehet vízgőzt nem áteresztő, ha nemkívánatos a két levegőáramlás kölcsönhatása, de ugyanolyan jól lehet vízgőzt áteresztő is, hogy lehetővé váljék a környezetbe kivezetett elhasznált levegőben levő vízgőz egy részének visszanyerése.

A találmány egy másik kiviteli alakja szerint, a szekrény lényegében hosszúkás alakú, a hajlékony fólia hullámosságainak alkotói lényegében párhuzamosak és a szekrény hosszirányában helyezkednek el.

A találmány egyik előnyös kiviteli alakja szerint a szekrény függőleges elhelyezésű és a hullámosságok alkotói lényegében függőlegesek.

A levegőt áramoltató eszközök legalább egy, kívülről nyert frisslevegő-áramlást az épület belsejébe bevezető ventilátort és legalább egy, az épület belsejéből származó elhasználtlevegő-áramlást elszívó ventilátort tartalmaznak.

Különösen előnyösek azok a levegőt áramoltató eszközök, amelyek legalább egy befúvóventilátort tartalmaznak, amely a szekrény középső tartományában van elhelyezve és két elszivóventilátort tartalmaznak, melyek a szekrény két végén levő tartományában vannak elhelyezve.

Ez utóbbi esetben a szekrény célszerűen lényegében függőlegesen van felszerelve, és a két elszívóventilátor a szekrény felső, illetve alsó részén van elhelyezve.

Ekkor megoldható, hogy az egység két hőcserélő egységet tartalmazzon, melyek a két elszívóventilátorhoz tartoznak, és melyek mindegyikének egy hajlékony fóliája választja el a két áramlóközeg-átvezetést.

A találmány szerinti egység célszerűen befúvóventilátor(oka)t és/vagy az elszívóventilátor(oka)t egyenként működtető és leállító vezérlőeszközöket tartalmaz.

Abban az esetben, ha az egységben egyetlen befúvóventilátor és két elszívóventilátor van, ezek a vezérlőeszközök oly módon vannak kialakítva, hogy mindkét befúvóventilátort, valamint az egyik és/vagy másik elszívóventilátort egyenként lehessen üzembe helyezni vagy leállítani, így különböző üzemmódok válnak lehetővé.

A következő leírásban, melyet példaként mutatunk be, a mellékelt rajzokra hivatkozunk, ahol az

1. ábra a találmány szerinti hőcserélő egység elölnézete, amely egy épület belsejében a falon helyezkedik el; a

2. ábra az 1. ábra ll-ll egyenes menti metszete; a

3. ábra az 1. ábra lll-lll egyenes menti nagyított metszete; a

4. ábra az 1. ábrához hasonló vázlat egyik üzemmódban; az

5. ábra a 4. ábra V-V egyenes menti metszete; a

6. ábra a 4. ábra VI-VI egyenes menti metszete; a

7. ábra a 4. ábra VII—VII egyenes menti metszete; a

8. ábra a 4. ábrához hasonló nézet egy másik üzemmódban; a

9. ábra a 8. ábra IX—IX egyenes menti metszete; a

10. ábra a 8. ábra X-X egyenes menti metszete; a

11. ábra a 8. ábra XI-XI egyenes menti metszete.

HU 224 449 Β1

Elsőként az 1-3. ábrákra hivatkozunk, amelyek egy független hőcserélő 10 egységet szemléltetnek, melyet úgy terveztek meg, hogy az egy épület belsejében legyen elhelyezve és ez utóbbi M falára legyen felszerelve.

Ez a 10 egység egy általában hosszúkás alakú 12 szekrény, melynek H magassága például 200 cm, L szélessége 30 cm és P mélysége 15 cm nagyságrendű lehet.

Példákban a 12 szekrényt általában függőleges állású, két, 11 és 13 oldallap, egy 15 előlap, egy 17 hátlap, egy 16 fedőlap és egy 18 fenéklap határolják (3. ábra). Ezeken kívül a 12 szekrény középmagasságában egy 14 burkolólap is van, amely kiáll a fal mindkét oldalán és így helyi bővítést képez.

A 12 szekrény oldalirányban meg van nyújtva, középső része illeszkedik a 14 burkolólaphoz, egy 20 vezeték egyben burkolatot képez és úgy van kiképezve, hogy átnyúljék az M falon és nyitott legyen az épület EXT külső oldalán (2-3. ábrák). A 20 vezeték a 12 szekrény szerves részét képezi és e célból az M fal vastagságában egy előzőleg kialakított 22 nyílásában van elhelyezve.

Ennél az elrendezésnél a 20 vezeték négyzet keresztmetszetű, melynek oldalait az I hosszúság határozza meg, ahol I nagyobb, mint L, és egy 24 válaszfallal két 26 és 28 vezetékre van felosztva. A 26 vezeték szolgál arra, hogy a 12 szekrénybe AN friss levegőt (külső levegőt) vezessen be az épület környezetéből. A 28 vezeték arra szolgál, hogy a teremből származó AV elhasznált levegőt (belső levegőt) kiszívja a 12 szekrényből és kivezesse a légkörbe.

A 12 szekrényben függönyszerűen vagy ahhoz hasonlóan van elhelyezve egy 32 hullámossággal rendelkező vékony, hajlékony 30 fólia. Jelen esetben a hullámosságok alkotói, melyek lényegében párhuzamosak egymással, a 12 szekrény hossza mentén helyezkednek el. Más szavakkal, az alkotók lényegében függőlegesek. A 30 fólia úgy van kiképezve, hogy egy hőcserélő teret alakítson ki az áramlóközeg- 34 átvezetés számára, amely kapcsolatban áll a 26 vezetékkel, amely az AN frisslevegő-áramot vezeti és a másik oldalán egy 36 átvezetést, amely a 28 vezetékhez csatlakozik, amely az AV elhasznált levegőt vezeti. Ezek a 34 és 36 átvezetések teszik lehetővé a két légáram ellenáramú vezetését, amelyek egyrészt egy elsődleges áramlásból és egy másodlagos áramlásból állanak annak érdekében, hogy hőcsere keletkezzék közöttük. A 30 fólia olyan anyagból készül, amely légzáró, és amely például szövet vagy szövött anyagból lévő fólia, nemszövött anyag, műanyag film, papírfólia vagy hasonló lehet.

Az ilyen anyag előnye, hogy különösen könnyű és könnyen kivehető a 12 szekrényből, akár mosógépben mosható, szövet vagy műanyag fólia esetében, vagy új fóliára cserélhető. Sőt, amint később látni fogjuk, a nagy hajlékonyságnak köszönhetően, a fólia hullámosságai alakjukat változtatni képesek a frisslevegő- AN áramlás és az elhasználtlevegő- AV áramlás nyomásának függvényében, ezáltal lehetővé téve az egyik vagy másik áramló közeg 34, 36 átvezetésének nyitását vagy zárását, a kívánt üzemmódnak megfelelően.

A 30 fólia anyaga lehet akár vízgőzt nem áteresztő, akár vízgőzt áteresztő, azzal a céllal, hogy az elszívott levegőben levő vízgőzök egy részét visszanyerjük. Ez akkor fontos, ha az épületen belül bizonyos mértékű légnedvességet kell fenntartani.

A találmány szerinti 10 egység egy további levegőkeringető eszközt tartalmaz az AN és AV áramlások keringésének fenntartására. A 26 vezeték belsejében egy elszívó- 38 ventilátor van, ennek az a szerepe, hogy a kintről származó frisslevegő- AN áramlást bevezesse az épület belsejébe.

A frisslevegő- AN áramlás bekerül a 12 szekrénybe, pontosabban a 34 átvezetésbe. Itt ez kettéválik egy felső és egy alsó ANS és ANF áramlásra (1. és 2. ábrák). A felső ANS áramlás egy felfelé haladó áramlás és ez legalább egy, a felső részen lévő 40 nyíláson át elhagyja a szekrényt, míg az alsó ANF áramlás a szekrényt az alsó tartományban kiképzett legalább egy 42 nyíláson hagyja el.

A 12 szekrénybe továbbá két ventilátor, nevezetesen a felső részbe egy 44 ventilátor és az alsó részbe egy 46 ventilátor (1. ábra) van beépítve. A 44 ventilátor a 16 fedőlap alatt van elhelyezve, amely egy nyílással van ellátva az elhasználtlevegő- AV áramlás bevezetésére. A 46 ventilátoron a 18 fenéklap felett van elhelyezve, amelyen egy 50 nyílás van, az elhasználtlevegő- AV áramlás részére.

Amint a következőkben látni lehet, a 44 és 46 ventilátorok egyike és/vagy másika helyezhető üzembe. Ha a 44 ventilátort kapcsoljuk be, egy elhasználtlevegőAV áramlás vagy felső AVS áramlás kering egy lefelé irányuló útvonalon, és áthalad a 28 vezetéken keresztül a külső légtérbe. Ha a 46 ventilátort kapcsoljuk be, egy elhasználtlevegő- AV áramlás jut ki az alsó tartományon át az épületből és egy AVF felfelé irányuló vagy felső áramlást hoz létre, amely a 28 vezetéken hagyja el a 12 szekrényt és kerül ki a külső légtérbe.

(gy itt mindkét esetben hőcsere keletkezik az épület külső teréből kívülről beszívott friss levegő és az elhasznált belső levegőnek vagy a felső tartományban, vagy az alsó tartományban, vagy mindkettőben bekövetkező ellenáramú vezetése révén.

A 38, 44 és 46 ventilátorok egy 52 vezérlőtáblára csatlakoznak, amely vázlatosan az 1. ábrán látható, amely közvetlenül a 12 szekrény mellett helyezhető el, vagy akár abba beépíthető.

Ez az 52 vezérlőtábla teszi lehetővé a kívánt üzemmódnak megfelelően a három 38, 44 és 46 ventilátor egyedileg történő vezérlését, akár kézzel, akár automatikusan, lehetőséget nyújtva arra, hogy figyelembe vegyük az épületen belüli és/vagy kívüli hőmérsékletet.

A 4. és 5. ábra, melyek megfelelnek az 1. és 2. ábrának, vázlatosan szemlélteti a 10 egységet hőcserélő üzemmódban. Ebben az üzemmódban mindhárom 38, 44 és 46 ventilátor be van kapcsolva. Ez azt jelenti, hogy a külső térből nyert frisslevegő- AN áramlás a 40 és 42 nyílásokon át bekerül a 12 szekrény felső, illetve alsó részébe. Ugyanakkor a 44 és 46 ventilátorok

HU 224 449 Β1 működése révén egy elhasználtlevegő- AV áramlás indul fentről felfelé és lentről lefelé a 48 és 50 nyílásokon át, és ez a 28 vezetéken át az épületen kívüli külső légtérbe kerül. A 38, 44 és 46 ventilátorok működése révén a 34 és 36 átvezetések nyomás alatt vannak, és a 30 fólia hullámosságainak ívei egyik és másik oldalon kialakítják azt a két nyitott csatornát, amely a két közeg áramlását biztosítja (6. és 7. ábrák).

Az ily módon elért hőcsere eredményeként a területre bevezetett frisslevegő- AN áramlás lehűl vagy felmelegszik, a körülményektől függően, annak az elhasználtlevegő- AV árammal bekövetkezett hőcsere révén, amelyet az épületből szívtak el és vezettek ki a külső légtérbe.

A 8. és 9. ábrák, melyek megfelelnek a 4. és 5. ábráknak, de egy más üzemmódban, hőcsere nélkül.

Példánkban a bevezető- 38 ventilátor (középső ventilátor) és az elszívó- 44 ventilátor működik, de az elszívó- 46 ventilátor le van állítva, így a működés egyensúlya megbomlik.

Amint a 10. és 11. ábrákról látható, ennek az az eredménye, hogy a 30 fólia hullámosságai más, eltérő alakot vesznek fel, attól függően, hogy a 20 vezeték felett (lásd 10. ábrát) vagy alatt (lásd a 11. ábrát) vannak.

A 20 vezeték feletti tartományban a közeg- 34 és 36 átvezetések nyomás alá kerülnek, ennek eredményeként a megfelelő csatornák nyitottak, mind a 34, mind a 36 átvezetés részén, és így csekély hőcsere történik az felfelé szálló frisslevegő- ANS áramlás és a felső részben lefelé haladó elhasznált levegő AVS áramlása között.

Ezzel szemben a 20 vezeték alatt, minthogy a 46 ventilátor álló helyzetben van, jelentős nyomáskülönbség van a közeg- 34 és 36 átvezetések között. Minthogy a 34 átvezetésben nyomás alatti légáram halad, míg a 36 átvezetésben nincs nyomás alatti levegőáramlás, ez utóbbi csatornái záródnak, megakadályozva a hőcserét. Ennek eredménye az, hogy a 12 szekrény alsó részéből lényegében nem történik elhasználtlevegő-elszívás.

Nyilvánvalóan az is lehetséges, hogy a felső részben lévő 44 ventilátor álljon le és az alsó részben lévő 46 ventilátor működjék.

Az is lehetséges, hogy - a felhasználó által kívánt üzemmódnak megfelelően - a 44 és 46 ventilátorok felváltva működjenek, miközben a 38 ventilátor is működésben van.

Ugyanígy megoldható az is, hogy az üzemmódot egy automatikus vezérlőberendezés állítsa be egy hőmérséklet-szabályozó (termosztát) segítségével.

Nyilvánvaló, hogy ha mindkét 44 és 46 ventilátor működik, a levegő hőcseréje hővisszanyeréssel történik. Másrészt ha a kettő közül csak az egyik ventilátor működik, a hőcsere hővisszanyerés nélkül megy végbe.

Ha az összes 38, 44 és 46 ventilátor működésben van, a 30 fóliák között kialakuló csatornák teljes hosszúságukban nyitottak és a levegő a 30 fólia mindkét oldalán áramlik és hőcsere megy végbe.

Ha csak az egyik elszívóventilátor működik, megbomlik az egyensúlyi helyzet. Csak a nyomás alatt levő csatornák nyitottak, míg a többiek ellaposodnak és lényegében lezárnak. A nyitott csatornának ekkor nagyobb a keresztmetszete (gyakorlatilag kétszeres) és így nagyobb áramlás alakul ki. Ezen túlmenően, ahol nincs kétszeres áramlás, ott hőcsere sincs.

A találmány természetesen nem korlátozódik az előzőekben ismertetett, példaként szolgáló kiviteli alakra, hanem más változatokra is kiterjed.

Például a szekrény lényegében vízszintesen is elhelyezhető, ahol a 44 és 46 ventilátorok azonos szintben vannak.

Ugyancsak lehetséges az is, hogy a szekrény két részből készüljön, ahol mindkét rész egy-egy olyan hőcserélőt képez, amelyben hajlékony fólia van és az elszívóventilátorok egyike. Ebben az esetben mindkét hőcserélőnek saját szekrénye és saját elszívóventilátora van.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Épület belsejébe szerelhető független hőcserélő egység, amelynek szekrénye van, amelynek falai vannak, melyek két közeg áramlásának hullámos alakú keresztmetszettel rendelkező átvezetését határolják, és a két közegátvezetésben ellenáramú levegőáramlást biztosító eszközei vannak, egyrészt az épület környezetéből nyert frisslevegő-áramlást (AN), másrészt egy, az épület belsejéből származó elhasználtlevegő-áramlást (AV), azzal jellemezve, hogy a közegátvezetéseket határoló falak vékony, hajlékony, a frisslevegő-áramlás (AN) és az elhasználtlevegő-áramlás (AV) nyomásának függvényében alakváltozásra képes, hullámosodó (32) fóliából (30) vannak, amely fólia (30) légzáró szövött, nemszövött vagy műanyagból van.
2. Az 1. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a fólia (30) vízgőzt nem áteresztő anyagból van.
3. Az 1. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a fólia (30) vízgőzt áteresztő anyagból van.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a szekrény (12) hosszúkás alakú, és a hajlékony fólia (30) hullámosságainak (32) alkotói lényegében párhuzamosak és a szekrény hosszirányában helyezkednek el.
5. A 4. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a szekrény (12) függőleges helyzetű és a hullámosságok alkotói függőlegesek.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a levegőt áramoltató eszközök legalább egy, kívülről nyert frisslevegő-áramlást (AN) az épület belsejébe bevezető ventilátort (38) és legalább egy, az épület belsejéből származó elhasználtlevegő-áramlást elszívó ventilátort (44, 46) tartalmaznak.
7. A 6. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a levegőt áramoltató eszközök legalább egy befúvóventilátort (38) tartalmaznak, amely a szekrény középső tartományában van elhelyezve és két elszívó4

HU 224 449 Β1 ventilátort (44, 46) tartalmaznak, melyek a szekrény két végén levő tartományában vannak elhelyezve.
8. A 7. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a szekrény lényegében függőlegesen van felszerelve, és a két elszívóventilátor (44,46) a szekrény (12) 5 felső, illetve alsó részén van elhelyezve.
9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a két elszívóventilátorhoz (44, 46) tartozó két hőcserélője van és mindkettőnek hajlékony fóliája (30) van. 10
10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a befúvóventilátor(oka)t (38) és/vagy az elszívóventilátor(oka)t (44, 46) egyenként működtető és leállító vezérlőeszközöket (52) tartalmaz.
11. A 8-10. igénypontok bármelyike szerinti egység, azzal jellemezve, hogy a vezérlőeszközök (52) úgy vannak elrendezve, hogy elérjék a befúvóventilátor vagy ventilátorok (38) és/vagy az elszívóventilátor vagy ventilátorok (44, 46) működtetését.