NL1004782C1 - Inrichting voor het behandelen van aan een ruimte toe te voeren omgevingslucht. - Google Patents

Description

Inrichting voor het behandelen van aan een ruimte toe te voeren omgevingslucht

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het behandelen van aan een ruimte toe te voeren omgevingslucht. Een dergelijke luchtbehandelingsinrich-ting is bekend, en wordt bijvoorbeeld toegepast in die-5 renverblijven, zoals pluimveestallen of varkensstallen.

Voor het welzijn van de dieren is het daarbij van belang, dat in het verblijf een gezonde en aangename atmosfeer gehandhaafd wordt, met een voldoende toevoer aan frisse lucht. Hiertoe wordt met regelmatige tussenpo-10 zen of zelfs continu verbruikte lucht uit de ruimte afgevoerd en vervangen door aangezogen frisse lucht. Daarbij is het van belang, dat de temperatuur in de ruimte niet al te veel varieert. De aangezogen frisse lucht wordt daartoe 's winters verwarmd en 's zomers 15 gekoeld.

Omdat de benodigde luchthoeveelheden vaak aanzienlijk zijn en het koelen of verwarmen daarvan dus relatief veel energie vergt, is reeds voorgesteld om de aan de ruimte onttrokken verbruikte lucht en de naar de 20 ruimte toe te voeren frisse lucht met elkaar in warmte-wisselend contact te brengen, zodat 's winters de aangezogen lucht reeds gedeeltelijk voorverwarmd zou kunnen worden door de afgevoerde warme lucht uit de ruimte, en 's zomers op overeenkomstige wijze de aangezogen, rela-25 tief warme buitenlucht enigszins gekoeld zou kunnen worden door de afgevoerde lucht uit de ruimte met lagere temperatuur.

De tot nu toe voor dit doel ingezette warmtewisselaars vertonen echter allen het nadeel dat zij een 30 relatief gering rendement hebben, en derhalve vaak een extra verwarming of extra koeling van de aangezogen frisse lucht noodzakelijk is, hetgeen weer energie vergt en dus extra kosten met zich meebrengt. Een ander moge- 1 004782 2 lijkheid is om de onvoldoende voorverwarmde of voorgekoelde omgevingslucht aan te vullen met gerecirculeerde lucht uit de ruimte zelf, waardoor echter een minder ventilerende werking wordt verkregen.

5 Een ander nadeel van de bekende warmtewisse laars is, dat daardoor de aangezogen lucht onvoldoende gedroogd wordt, zodat de luchtvochtigheid in de ruimte relatief hoog wordt, hetgeen voor het welzijn van de dieren in de ruimte evenmin bevorderlijk is. Met name is 10 dit het geval wanneer als gevolg van de onvoldoende voorverwarming of voorkoeling van de aangezogen omgevingslucht deze gemengd moet worden met gerecirculeerde lucht uit de ruimte, die met vocht verzadigd zal zijn.

De uitvinding beoogt derhalve een inrichting 15 van de hiervoor beschreven soort te verschaffen, waarbij deze nadelen zich niet voordoen. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, door een inrichting, welke is voorzien van: een langwerpig, aan weerszijden open liggend huis, waarvan de ene open zijde met de omgeving en de 20 andere open zijde met de ruimte in verbinding staat, en waarin zich van de ene open zijde naar de andere open zijde uitstrekkende warmtewisselaarelementen zijn aangebracht, welke warmtewisselaarelementen een staande door-snedevorm vertonen, en middelen voor het door het huis en 25 de warmtewisselaarelement doen bewegen van de omgevingslucht en de verbruikte lucht uit de ruimte.

Door gebruik te maken van liggende warmtewisselaarelementen in een langwerpig huis, kan een relatief lang warmtewisselingstraject voor de omgevingslucht en de 30 afgegeven lucht worden bereikt, waardoor een grote hoe veelheid warmte kan worden uitgewisseld. Dit wordt nog versterkt doordat de warmtewisselaarelementen een staande doorsnede vertonen, waardoor dus volstaan kan worden met een geringe wanddikte zonder risico dat de warmtewisse-35 laarelementen zullen doorbuigen. Deze geringe wanddikte maakt een uitstekende warmte-uitwisseling mogelijk. De luchtbehandelingsinrichting volgens de uitvinding is daarbij zo doelmatig, dat onder normale omstandigheden "Cu 47 8 2 3 kan worden afgezien van aanvullende verwarming of koeling van de aangezogen buitenlucht. Bovendien kan de inrichting een zodanig grote lengte vertonen, dat de luchtvochtigheid van de aangezogen omgevingslucht met nam 5 's zomers tot voor de dieren in de ruimte aangename waarden kan worden teruggebracht door condensatie in de warmtewisselaarelementen. Verder kan 's winters ook onder extreme omstandigheden in het algemeen worden afgezien van recirculatie van dé met vocht verzadigde lucht uit de 10 ruimte, zodat ook dan een relatief lage luchtvochtigheid in de ruimte wordt bereikt.

Voorkeursuitvoeringen van de luchtbehandelings-inrichting volgens de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies.

15 De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een tweetal voorbeelden, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een dwarsdoorsnede is door een ruimte met een daarin aangebrachte luchtbehandelingsinrichting 20 volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, fig. 2 een perspectivisch aanzicht is van een luchtbehandelingsinrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, fig. 3 een gedeeltelijk opengewerkt perspecti-25 visch detailaanzicht is volgens de pijl III in fig. 2, fig. 4 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch detailaanzicht is volgens de pijl IV in fig. 2, en fig. 5 een perspectivisch detailaanzicht is volgens de pijl V in fig. 4.

30 In een ruimte 2, bijvoorbeeld een stal, is een aantal dierenverblijven 22, in het getoonde voorbeeld hokken voor pluimvee 23, aangebracht (fig. 1). Deze hokken 22 zijn op bekende wijze in rijen boven elkaar geplaatst, en voorzien van op zich bekende automatisch 35 voedersystemen 24 en onder de hokken 22 aangebrachte mestafvoerbanden 25. Voor het drogen van de door de dieren 23 gegenereerde mest wordt daarbij gebruik gemaakt van lucht in de ruimte die over de mest op de afvoerban- 1 004782 4 den 25 geblazen wordt. Hierdoor wordt deze lucht vochtig, terwijl bovendien als gevolg van de ademhaling van de dieren en het drogen van de mest het zuurstofgehalte van de lucht in de ruimte terugloopt. Daarom wordt een deel 5 van deze lucht aan de bovenzijde van de ruimte 2 afgezogen door een behandelingsinrichting 1, en wordt tegelijkertijd lucht uit de omgeving 6 aangezogen en aan de ruimte 2 toegevoerd. De verbruikte, afgezogen lucht 10 uit de ruimte 2 en de verse omgevingslucht 3 worden 10 daarbij in de luchtbehandelingsinrichting 1 in tegenstroom langs elkaar geleid en in warmte-uitwisselend contact met elkaar gebracht, waardoor de aangezogen omgevingslucht 3 uiteindelijk bij het verlaten van de luchtbehandelingsinrichting 1 nagenoeg dezelfde tempera-15 tuur zal hebben als de uit de ruimte 2 afgevoerde lucht 10.

De luchtbehandelingsinrichting 1 omvat daartoe een langwerpig huis 4, dat aan weerszijden open is, en waarin zich warmtewisselaarelementen 8 bevinden, die van 20 de ene open zijde 5 naar de andere open zijde 7 van het huis 4 lopen, en waardoor de aangezogen omgevingslucht 3 naar de ruimte 2 geleid wordt (fig. 2). Het huis 4 vertoont daarbij een bodem 26, een tweetal zijwanden 27 en een bovenwand 28, waardoor tussen de open zijden 5 en 7 25 een gesloten ruimte 29 gevormd wordt. De verbruikte lucht 10 uit de ruimte 2 wordt door deze ruimte 29 tussen de warmtewisselaarelementen 8 doorgeleid. Aan de met de ruimte 2 in contact staande open.zijde 5 van het huis 4 is daartoe in de bovenwand 28 een aanvoeropening 30 30 gevormd, terwijl aan de tegenover gelegen open zijde 7 de bovenwand 28 een schuin omhoog lopend einddeel 31 vertoont, waardoor een afvoerruimte 32 bepaald wordt, die via een aantal ventilatoren 19 in verbinding staat met de omgeving 6. De ventilatoren 19 kunnen daarbij zijn aange-35 bracht in een eindwand 33 van de ruimte 2.

De omgevingslucht 3 wordt aangezogen door aanvoerpijpen 34, die door een dak 35 van de ruimte 2 steken en die nog voorzien kunnen zijn van filters 36 ^004782 5 voor het reinigen van de aangezogen omgevingslucht 3. De aanvoerleidingen 34 monden uit in een verzamelkamer 37, die door een wand 38 van de afvoerkamer 32 gescheiden is. In deze verzamelkamer 37 steken de open einden van de 5 warmtewisselaarelementen 8, welke zijn opgenomen in een overigens gesloten eindwand 39. De warmtewisselaarelemen-ten 8 strekken zich door het huis 4 uit naar de tegenover gelegen open zijde 5, waar zij door een eindwand 40 steken en uitmonden in een verzamelruimte 41, van waaruit 10 de aangezogen en in de inrichting 1 behandelde omgevingslucht 3 door middel van een ventilator 18 door een leiding 42 in de ruimte 2 gebracht wordt. De leiding 42 kan daarbij zijn aangesloten op een zich door hele ruimte 2 uitstrekkend leidingensysteem, waardoor de omgevingslucht 15 verdeeld in de ruimte 2 gebracht kan worden.

De warmtewisselaarelementen 8 vertonen elk een staande doorsnede vorm, dat wil zeggen dat hun hoogte h groter is dan hun breedte b (fig. 5). Hierdoor vertonen zij een grote weerstand tegen doorbuiging, zodat relatief 20 lange warmtewisselaarelementen 8 relatief dunwandig kunnen worden uitgevoerd, en dus een hoog warmtewisse-lingsrendement kan worden verkregen. De warmtewisselaarelementen 8 kunnen daarbij verdeeld zijn in onderling gescheiden kanalen 11, bijvoorbeeld doordat zij de ge-25 daante hebben van een vlakke buis 13, waarin onderling evenwijdige dwarsschotten 12 zijn aangebracht. Dergelijk buizen 13 kunnen als één geheel geëxtrudeerd worden van kunststof, bijvoorbeeld polypropyleen, en zijn dus tegen relatief geringe kosten te vervaardigen. Bovendien zijn, 30 doordat meerdere kanalen zijn samengebracht in een enkele buis, de installatiewerzaamheden aanzienlijk eenvoudiger dan bij bekende inrichtingen van deze soort, waardoor dus de totale kosten van de inrichting relatief zullen zijn. De buizen 13 zijn aan hun buitenzijde 43 glad afgewerkt, 35 teneinde het risico dat in de afgevoerde lucht 3 aanwezig stof en vuil aan de warmtewisselaarelementen 8 hecht zoveel mogelijk te minimaliseren. Dit aan de warmtewisselaarelementen 8 hechten van stof en vuil zou namelijk r ' ' ^ 1 6 kunnen leiden tot een verlaging van het rendement van de warmtewisselaarelementen 8, en uiteindelijk zelfs tot verstopping van de luchtbehandelingsinrichting 1. Om dit risico verder te verkleinen, zijn de elementen 8 met 5 relatief grote tussenruimte d van elkaar aangebracht.

Deze tussenruimte d kan bijvoorbeeld ten minste 1 tot 1¾ maal zo groot zijn als de breedte b van elk element 8. In het in fig. 1 getoonde voorbeeld is de tussenruimte zelfs meer dan vijf maal zo groot als de breedte van de elemen-10 ten 8. De warmtewisselaarelementen 8 kunnen daarbij in lagen 14 boven elkaar geplaatst zijn, waarbij de elementen in aangrenzende lagen onderling versprongen zijn. Hierdoor wordt een zeer gelijkmatige stroming door de luchtbehandelingsinrichting 1 gewaarborgd.

15 Als gevolg van de relatief grote buigstijfheid van de warmtewisselaarelementen 8 kan de lengte L van het huis 4 en ook de lengte 1 van de warmtewisselaarelementen 8 aanzienlijk groter gekozen worden dan bij conventionele luchtbehandelingsinrichtingen. Een lengte van enkele 20 meters is daarbij zonder meer haalbaar. Als gevolg van deze grote lengte is de verblijftijd van de lucht in de inrichting 1 aanzienlijk, aangezien deze lucht als gevolg van de ook verder relatief grote afmetingen van de inrichting 1 met een geringe snelheid, in de orde van 25 enkele meters per seconde kan worden aangezogen. De lucht zal dus enkele seconden in de behandelingsinrichting l verblijven, waardoor een zeer doelmatige overdracht van warmte tussen de afgevoerde lucht en de aangezogen lucht mogelijk is. Hierdoor kan in het algemeen worden afgezien 30 van verdere verwarming of koeling van de aangezogen lucht.

Bovendien vindt zo een grote mate van condensatie plaats van vocht dat zich in de warme luchtstroom bevindt. In de zomer, wanneer de aangezogen lucht aan-35 zienlijk warmer kan zijn dan de lucht in de ruimte 2, heeft dit tot gevolg dat de aangezogen lucht gekoeld wordt en het daarin aanwezige vocht condenseert. De luchtvochtigheid van de lucht die uiteindelijk aan de . -j 2 7 ruimte 2 wordt toegevoerd zal daardoor relatief gering zijn. In de winter, wanneer de aangezogen lucht kouder zal zijn dan de lucht in de ruimte 2, zal vocht uit de afgevoerde lucht 10 condenseren, maar zal de luchtvoch-5 tigheid van de aangevoerde lucht niet verminderd worden. Doordat echter de aangevoerd lucht in de relatief lange warmtewisselaarelementen 8 volledig tot de gewenste temperatuur kan worden gebracht, behoeft onder deze omstandigheden geen gebruikte lucht uit de ruimte 2 10 verder gecirculeerd te worden, waardoor uiteindelijk de aan de ruimte 2 toegevoerde lucht toch droger is dan bij bekende systemen.

Teneinde de gevorinde condens 16 te kunnen opvangen en afvoeren zijn het huis 4 en de warmtewisse-15 laarelementen 8 enigszins hellend onder een hoek γ ten opzichte van de horizontaal opgesteld. Daarbij zijn aan de onderzijde van het huis 4 middelen 15 aangebracht voor het opvangen en afvoeren van de condens 16, welke de gedaante hebben van in de bodem 26 van het huis 4 door 20 wanden 44 begrensde, evenwijdige afvoergoten 45, die uitmonden in een dwarsgoot 17, die op zijn beurt de condens 16 tot buiten de ruimte 2 voert.

Teneinde de inrichting l ook te kunnen toepassen bij relatief hoge buitentemperaturen, zoals zich in 25 recente zomers in deze gebieden hebben voorgedaan, kunnen nog koelmiddelen 20 zijn aangebracht, in de vorm van een boven de opening 30 aangebrachte dwarse vloeistofleiding 46, waarin een aantal sproeikoppen 21 is aangebracht. De leiding 46 is daarbij onder tussenkomst van een kraan 47 30 verbonden met een bron van vloeistof, welke indien nodig door de sproeikoppen 21 kan worden verneveld, waardoor de door de warmtewisselaarelementen 8 stromende omgevingslucht verder wordt afgekoeld. De sproeivloeistof wordt daarbij wederom opgevangen door de condensopvang- en 35 -afvoermiddelen 15 en loopt zo naar buiten.

De inrichting 1 vertoont ten opzichte van bekende inrichtingen van hetzelfde type een rendementverbetering van ongeveer 30 %, hetgeen leidt tot een veria- 100471' δ ging van het energieverbruik in dezelfde grootteorde. Daardoor kan met relatief geringe inspanning en tegen relatief geringe kosten een voor dieren aangenaam klimaat in een ruimte 2 gehandhaafd worden.

' Π O 47 62

Claims (15)

1. Inrichting (l) voor het behandelen van aan een ruimte (2) toe te voeren omgevingslucht (3), voorzien van: een langwerpig, aan weerszijden open liggend 5 huis (4), waarvan de ene open zijde (5) met de omgeving (6) en de andere open zijde (7) met de ruimte (2) in verbinding staat, en waarin zich van de ene open zijde (5) naar de andere open zijde (7) uitstrekkende warmte -wisselaarelementen (8) zijn aangebracht, welke warmtewis-10 selaarelementen (8) een staande doorsnedevorm vertonen, en middelen (9) voor het door het huis (4) en de warmtewisselaarelement (8) doen bewegen van de omgevingslucht (3) en de verbruikte lucht (10) uit de ruimte (2).

2. Inrichting (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk warmtewisselaarelement (8) in doorsnede in hoofdzaak langwerpig is, en een aantal onderling gescheiden kanalen (11) vertoont.

3. Inrichting (1) volgens conclusie 2, met het 20 kenmerk, dat elk warmtewisselaarelement (8) een geëxtru- deerde, van dwarsschotten (12) voorziene vlakke buis (13) vormt.

4. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de warmtewisselaarelementen 25 (8) onderling in hoofdzaak evenwijdig in het huis (4) zijn aangebracht.

5. Inrichting (1) volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de warmtewisselaarelementen (8) in boven elkaar geplaatste lagen (14) in het huis (4) zijn aange- 30 bracht.

6. Inrichting (1) volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de warmtewisselaarelementen (8) in aangrenzende lagen (14) onderling versprongen zijn aangebracht.

7. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclu-35 sies, met het kenmerk, dat het huis (4) en de warmtewisselaarelementen (8) enigszins hellend zijn opgesteld. 1 004782

8. Inrichting (1) volgens conclusie 7, gekenmerkt door aan de onderzijde van het huis (4) aangebrachte middelen (15) voor het opvangen en afvoeren van condens (16) .

9. Inrichting (1) volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de condensopvang- en -afvoermiddelen (15) ten minste één buiten de ruimte (2) uitmondende goot (17) omvatten.

10. Inrichting (l) volgens één der voorgaande con-10 clusies, met het kenmerk, dat de lengte (L, 1) van het huis (4) en van de warmtewisselaarelementen (8) aanzienlijk groter is dan de hoogte (H, h,) en breedte (B, b) daarvan.

11. Inrichting (l) volgens conclusie 10, met 15 het kenmerk, dat de lengte (L, 1) van het huis (4) en de warmtewisselaarelementen (8) in de orde van enkele meters bedraagt.

12. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de luchtbewegingsmiddelen 20 (9) ten minste één met één van de open zijden (5, 7) van het huis (4) verbonden ventilator (18, 19) omvatten.

13. Inrichting (1) volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat aan weerszijden van het huis (4) ten minste één ventilator (18, 19) is aangebracht.

14. Inrichting (1) volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door met de warmtewisselaarelementen (8) samenwerkende koelmiddelen (20).

15. Inrichting (1) volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de koelmiddelen (20) boven de warmtewis-30 selaarelementen (8) aangebrachte, met een bron van te vernevelen vloeistof verbonden sproeikoppen (21) omvatten. 1004782