NL2006986C2

NL2006986C2 - Ventilatiesysteem voor een gebouw.

Info

Publication number: NL2006986C2
Application number: NL2006986A
Authority: NL
Inventors: Marinus Willem Glind
Original assignee: Marinus Willem Glind
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-02
Also published as: BE1020584A3

Description

VENTILATIESYSTEEM VOOR EEN GEBOUW

TECHNISCH GEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op een ventilatiesysteem voor een gebouw volgens de aanhef van conclusie 1. Het gebouw is in het bijzonder een verblijf voor 5 dieren, bijvoorbeeld een stal voor rundvee, varkens, geiten of pluimvee. De uitvinding heeft verder betrekking op een warmtewisselaar voor gebruik in een ventilatiesysteem.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Het gebruik van een warmtewisselaar in een ventilatiesysteem voor een 10 kippenstal is bekend. Verse buitenlucht wordt in de warmtewisselaar opgewarmd door de afgezogen stallucht. Een centrifugaal ventilator voorzien van een slakkenhuisvormige behuizing zuigt verse buitenlucht aan en voert deze toe aan een luchtinlaatkamer. In de luchtinlaatkamer wordt de lucht verdeeld over dunwandige luchtkanalen die zich uitstrekken door een warmtewisselaarkamer. De verse buitenlucht stroomt door de 15 luchtkanalen en wordt opgewarmd in tegenstroom of in kruisstroom door afgezogen warme relatief vochtige stallucht. Daarna komt de opgewarmde verse buitenlucht in een luchtuitlaatkamer om vervolgens toegevoerd te worden aan de kippenstal. Het resultaat is een toevoer in de stal van relatief droge lucht die een temperatuur heeft die in de buurt van de gewenste staltemperatuur ligt. Doordat continu relatief vochtige stallucht wordt 20 afgezogen en relatief droge lucht wordt toegevoerd, wordt een verbeterde droging van de mest gerealiseerd. Tevens wordt de concentratie CO2 in de stal door de ventilatie verlaagd.

Een kenmerk van de bestaande warmtewisselaars met dunwandige kanalen in ventilatiesystemen is dat deze ten minste een van de volgende tekortkomingen heeft namelijk: te laag rendement, te hoge luchtweerstand in warmtewisselaar, te groot of te 25 volumineus, onvoldoende debiet voor minimaal vereiste ventilatie in de stal, bij lage buitenluchttemperatuur (onder nul) is de temperatuur van de lucht aan de uitgang van de warmtewisselaar te laag om naar de stal gevoerd te worden, lastig of niet te onderhouden en te duur in fabricage. Hierdoor is het concept van warmtewisselaars met dunwandige kanalen commercieel niet toepasbaar gebleken.

30 2

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Een doel van de uitvinding is te voorzien in een verbeterd ventilatiesysteem die ten minste één van de hiervoor genoemde tekortkoming verhelpt waardoor een warmtewisselaar met dunwandige kanalen wel commercieel interessant wordt voor zowel 5 fabrikant als gebruiker.

Volgens de uitvinding wordt het doel bereikt met een ventilatiesysteem omvattende de kenmerken van conclusie 1. Voordelige uitvoeringsvormen en verdere manieren om de uitvinding uit te voeren, kunnen worden bereikt door de maatregels in de afhankelijke conclusies.

10 Een ventilatiesysteem voor het toevoeren van buitenlucht in een gebouw en afvoeren van binnenlucht uit het gebouw volgens de uitvinding omvat een warmtewisselaareenheid voor warmteoverdracht tussen de afgevoerde binnenlucht en toegevoerde buitenlucht. De warmtewisselaareenheid is voorzien van een langwerpige warmtewisselaarkamer waardoor in de lengterichting een veelheid van parallel lopende 15 dunwandige slangen zich uitstrekken tussen een eerste wand gelegen aan een eerste uiteinde van de langwerpige warmtewisselaarkamer een tweede wand gelegen tegenover de eerste wand. De dunwandige slangen vormen een scheidingswand tussen een ruimte voor doorvoer van afgevoerde binnenlucht en een ruimte voor doorvoer van toegevoerde buitenlucht. In een kubieke meter van de warmtewisselaarkamer heeft de scheidingswand 20 die gevormd wordt door de dunwandige slangen een oppervlak in het gebied van 20-35 vierkante meter.

Het is gebleken dat de bekende warmtewisselaars minder dan 20 vierkante meter scheidingswand in een kubieke meter van de warmtewisselaarkamer hebben. Hierdoor is de warmteuitwisselingscapaciteit per strekkende meter te gering of wordt de 25 warmtewisselkamer te lang waardoor toepassing in een pluimveestal niet rendabel toepasbaar is. Bij lage buitentemperatuur, kan de warmtewisselaar onvoldoende de buitenlucht opwarmen waardoor de toevoerlucht naar de stal een te lage temperatuur heeft om direct ingebracht te mogen worden. De bovengrens van het toepasbaar gebied wordt bepaald door een aantal factoren. Allereerste, naarmate het oppervlak per kubieke meter 30 toeneemt, neemt ook de luchtweerstand in de warmtewisselaar toe. Om voldoende luchtverplaatsing te hebben zullen de ventilatoren meer energie verbruiken. Dit is een extra kostenpost bij gebruik van de warmtewisselaar. Ook nemen de fabricagekosten van de warmtewisselaareenheid exponentieel toe. Met een bovengrens van 35 vierkante meter 3 scheidingsvlak in een kubieke meter is het mogelijk een warmtewisselaar te realiseren met voldoende lage luchtweerstand tegen acceptabele fabricagekosten. De combinatie van luchtweerstand, warmteuitwisselingscapaciteit en fabricagekosten is nog gunstiger in een gebied van 21-31 vierkante meter, en kan verder verbeterd worden door een 5 scheidingswand te hebben met een oppervlak van 22 - 27 vierkante meter in een kubieke meter.

Een uitvoeringvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat in de warmtewisselkamer rastervormige positioneermiddelen zijn verschaft waarbij de dunwandige slangen door openingen van de rastervormige positioneermiddelen lopen en 10 waarbij opeenvolgende rastervormige positioneermiddelen langs de dunwandige slangen in horizontale richting en loodrecht op de lengterichting van de dunwandige slangen een versprongen positie hebben. Een voordelige uitvoeringsvorm heeft het kenmerk, dat de dunwandige slangen een diameter hebben en draadelementen van de rastervormige positioneermiddelen een dikte en de afstand bepaald is door de diameter van de 15 dunwandige slangen en optioneel de dikte van de draadelementen. Door de versprongen positie van de positioneermiddelen wordt de spreiding van de onderling afstand tussen horizontaal naast elkaar gelegens slangen verkleind. Hierdoor wordt de warmteterugwincapaciteit van de warmtewisselaar verbeterd.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat in gebruik in 20 een kubieke meter van de warmtewisselaarkamer de ruimte voor doorvoer van afgevoerde binnenlucht 2 - 30% kleiner is dan de ruimte voor doorvoer van toegevoerde buitenlucht. Dit kenmerk verbeterd de warmteterugwincapaciteit van de warmtewisselaar bij gebalanceerde luchtventilatie. Bij gebalanceerde luchtventilatie is de hoeveelheid lucht die aan en afgevoerd wordt door de warmtewisselaar in hoofdzaak gelijk. De stal kan dan 25 gezien worden als een gesloten systeem zodat optimaal gebruik gemaakt wordt van de warmteterugwincapaciteit van de warmtewisselaar.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de warmtewisselaareenheid conusvormige buiselementen omvat voor het vastklemmen van uiteinden van de dunwandige slangen in openingen van de eerste en de tweede wand.

30 Door gebruik te maken van conus vormige buiselementen kunnen de dunwandige slangen eenvoudig aangebracht en vastgezet worden. Het uiteinde van een slang loopt door een opening in één van de twee wanden en ligt buiten de warmtewisselkamer. Het conusvormig buiselement wordt vervolgens in het uiteinde van de slang geplaatst en 4 verplaatst in of met het uiteinde van de slang totdat deze vastklemt in de opening van een wand. Door het gewicht van de slang en eventueel trekspanning op de slang wordt het conusvormig buiselement continu in de opening getrokken waardoor de slang niet los kan raken. Wanneer een slang lek raakt, kan deze eenvoudig vervangen worden door het 5 conusvormig buiselement lost te trekken uit de opening waardoor het uiteinde van de slang loskomt.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de dunwandige slangen een omtrek hebben tussen de 180 en 340 mm. Slangen met deze omtrek hebben een voldoende lage luchtweerstand per strekkende meter en kunnen 10 zodoende toegepast worden met lengtes van meer dan 20 meter.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat een dwarsdoorsnede van de warmtewisselaar in een vierkante meter een aantal dunwandige slangen in een bereik van 60- 180 omvat.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de 15 warmtewisselaareenheid verder een luchtinlaatkamer en een centrifugaal ventilator omvat, waarbij de eerste wand gelegen is tussen de luchtinlaatkamer en de warmtewisselaarkamer, met het kenmerk, dat de centrifugaal ventilator gepositioneerd is in de luchtinlaatkamer voor een luchtinlaatopening in een inlaatwand van de luchtinlaatkamer. Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de centrifugaal ventilator een 20 luchtinlaatelement omvat waarbij het luchtinlaatelement gekoppeld is aan de inlaatwand van de luchtinlaatkamer. In een uitvoeringsvorm is het luchtinlaatelement flexibel gekoppeld aan de inlaatwand van de luchtinlaatkamer met een flexibel koppelelement. Door geen gebruik te maken van een slakkenhuisvormige behuizing rond het schoepenrad of rotor van de centrifugaal ventilator wordt de aangezogen lucht rondom de rotor en langs 25 de inlaatwand verdeeld in de luchtinlaatkamer. Hierdoor wordt de luchtstroom beter verdeeld over de luchtinlaat kamer en zijn de luchtsnelheden in de luchtinlaatkamer lager dan wanneer een centrifugaal ventilator met slakkenhuisvormige behuizing gebruikt wordt buiten de luchtinlaatkamer. Tevens is minder energie nodig voor dezelfde luchtverplaatsing door de warmtewisselaar. Een verder voordeel van plaatsing in de 30 luchtinlaatkamer is dat geen afscherming voor de aandrijving van de rotor nodig is.

De dunwandige slangen hebben een lengterichting en de centrifugaal ventilator heeft een rotatieas. In een voordelige uitvoeringsvorm ligt de rotatieas in 5 hoofdzaak evenwijdig aan de lengterichting van de dunwandige slangen. Hiermee wordt een optimale luchtverdeling gekregen van de aangezogen lucht in de luchtinlaatkamer.

Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat een luchtafbuigelement is voorzien langs ten minste één wand van de luchtinlaatkamer voor het 5 reduceren van luchtdoorstroomsnelheidsverschillen door de dunwandige slangen. Hiermee wordt voorkomen dat de luchtdoorstroomsnelheid in de buitenste slangen van de warmtewisselaar te hoog wordt ten opzichte van de luchtdoorstroomsnelheid van naar binnen gelegen slangen. Met deze maatregel wordt het rendement van de warmtewisselaar verhoogd.

10 Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat zij een regelsysteem omvat welke ingericht is om de hoeveelheid afgevoerde binnenlucht te reduceren als de temperatuur van de aangevoerde buitenlucht na de warmtewisselaar hoger is dan een ingestelde waarde. Deze maatregel heeft drie effecten. Ten eerste neemt de hoeveelheid terug gewonnen warmte af waardoor de temperatuur van de aangevoerde 15 buitenlucht na de warmtewisselaar niet verder toeneemt. Daarnaast wordt minder lucht afgevoerd terwijl dezelfde hoeveelheid toegevoerd wordt. Dit heeft tot gevolg dat de warme lucht in het gebouw op een andere weg het gebouw zal verlaten en de temperatuur in het gebouw niet of minder snel zal stijgen. Tenslotte, doordat minder lucht afgevoerd hoeft te worden, kan het vermogen van de ventilator exponentieel verlaagd worden, 20 waardoor het elektrische verbruik sterk afheemt.

Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat het regelsysteem ingericht is de hoeveelheid aangevoerde buitenlucht te reduceren als de temperatuur van de afgevoerde binnenlucht na de warmtewisselaar lager is dan een ingestelde minimum waarde. Door de temperatuur verlaging van de binnenlucht kan deze 25 condenseren in de warmtewisselkamer. Zodra de temperatuur lager is dan 0 graden Celsius zal er ijsvorming ontstaan in de warmtewisselkamer. De genoemde maatregel voorkomt dat de temperatuur van de afgevoerde binnenlucht lager wordt dan 0 graden Celsius.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat in de 30 warmtewisselaarkamer boven de dunwandige slangen een sproei-installatie is voorzien. In een voordelige uitvoeringsvorm heeft de sproei-installatie twee of meer sproeisecties waarbij elke sproeisectie boven een verschillend deel van de dunwandige slangen is voorzien en elke sproeisectie afzonderlijk aanstuurbaar is. De afgevoerde binnenlucht 6 bevat stofdeeltjes die zich afzetten als vuil aan de buitenkant van de slangen in de warmtewisselaarkamer. Hierdoor neemt het rendement van de warmtewisselaar af. Door regelmatig de sproei-installatie te gebruiken wordt ten minste een gedeelte van het vuil van de slangen gespoeld. Het gebruik van twee of meer sproeisecties heeft als voordeel dat de 5 warmtewisselaar ook tijdens spoelen continue gebruikt kan worden omdat alleen in de sectie die gespoeld wordt, de warmteterugwincapaciteit negatief beïnvloed wordt.

Hierdoor kan vaker voorkomen worden dat de temperatuur van de opgewarmde verse buitenlucht lager is dan de minimaal gewenste temperatuur.

Het is een verder aspect van de uitvinding te voorzien in een verbeterde 10 warmtewisselaar voor gebruik in een ventilatiesysteem voor een gebouw.

Het moge duidelijk zijn dat de verschillende aspecten genoemd in deze octrooiaanvrage gecombineerd kunnen worden en elk afzonderlijk in aanmerking kunnen komen voor de afgesplitste octrooiaanvraag. Andere eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving, in 15 samenhang met de bijgaande tekening, die illustreren, bij wijze van voorbeeld, verschillende functies van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Deze en andere aspecten, eigenschappen en voordelen van de uitvinding 20 zullen hierna worden toegelicht op basis van de volgende beschrijving aan de hand van de tekeningen, waarbij gelijke verwijzingscijfers soortgelijke of vergelijkbare onderdelen aan duiden, en waarin:

Fig. 1 schematisch een dwarsdoorsnede in zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een warmtewisselaar volgens de uitvinding toont; 25 Fig. 2 schematisch de koppelstructuur van een slang aan de wand toont;

Fig. 3 schematisch een doorsnede van de slangen in de warmtewisselkamer toont; en,

Fig. 4 schematisch een bovenaanzicht van de slangen en positioneermiddelen in de warmtewisselkamer toont.

30

GEDETAILEERDE BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVORMEN

Fig. 1 toont schematisch een dwarsdoorsnede in zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een warmtewisselaareenheid volgens de uitvinding. De 7 warmtewisselaareenheid omvat een luchtinlaatkamer 2, een langwerpige warmtewisselaarkamer 4 en een luchtuitlaatkamer 6. Tussen de luchtinlaatkamer 2 en de warmtewisselaarkamer 4 is een eerste wand 8 en tussen de lucht uitlaatkamer 6 is tweede wand 10 voorzien. Zowel de eerste wand 8 als de tweede wand 10 is voorzien van een 5 veelheid van openingen waardoor kunststof folie slangen 12 lopen. De kunststof folie slangen 12 zijn een veelheid van dunwandige luchtkanalen die een luchtverbinding vormen tussen de luchtinlaatkamer 2 en de luchtuitlaatkamer 6.

In de luchtinlaatkamer 2 is een centrifugaal ventilator 14 aangebracht voor een luchtinlaatopening in een luchtinlaatwand 2A van de luchtinlaatkamer 2. De ventilator 10 14 is geplaatst tussen de luchtinlaatwand 2A en de eerste wand 8. In een voordelige uitvoeringsvorm is de centrifugaal ventilator 14 met een flexibel koppelelement 16 bevestigd aan de wand 2A. Hierdoor worden trillingen van de ventilator gedempt. De ventilator omvat een luchtinlaatelement 14A, een schoepenblad of rotor 14C en een motor 14B. In Fig. 1 is de centrifugaal ventilator 14 een direct aangedreven ventilator. Het is 15 ook mogelijk een indirect aangedreven ventilator te gebruiken. De rotor 14C heeft een rotatieas 14D die evenwijdig loopt aan de lengterichting van de kunststof folie slangen 12. De centrifugaal ventilator heeft geen behuizing. Hierdoor wordt de door de opening van de wand 2A verse buitenlucht 1 aangezogen en rondom de rotor in de inlaatkamer verspreidt langs de wand 2A. De luchtstroom buigt langs de zijwanden, vloer en plafond 20 van de inlaatkamer af in de richting van de scheidingswand 8 om vervolgens door de dunwandige slangen 12 in de warmtewisselaarkamer te stromen naar de luchtuitlaatkamer 6. Vanuit de luchtuitlaatkamer 6 wordt de in de warmtewisselaarkamer opgewarmde verse buitenlucht 1” door een buizenstelsel, niet getoond, van het ventilatiesysteem toegevoerd aan te ventileren ruimten van het gebouw. Door opwarming 25 van de verse buitenlucht 1 in de warmtewisselaar door de afgevoerde binnenlucht is de relatieve luchtvochtigheid gedaald.

In de langwerpige warmtewisselaarkamer 4 zijn tussen de eerste wand 8 en de tweede wand 10 een veelheid van dunwandige slangen 12 aangebracht. De ruimte in de dunwandige slangen 12 vormt een ruimte voor doorvoer van de buitenlucht van de 30 inlaatkamer 2 naar de uitlaatkamer 6. De ruimte om de slangen 12 vormt een ruimte voor doorvoer van afgezogen binnenlucht 3. De door een ventilator, niet getoond in Fig 1, wordt de afgezogen binnenlucht 3 via een inlaatopening 4A in de warmtewisselaarkamer gebracht. De binnenlucht stroomt vervolgens in de warmtewisselaarkamer langs de 8 buitenkant van de dunwandige slangen 12 om via een uitlaatopening 4B de warmtewisselaarkamer 4 te verlaten om via een niet getoond luchtkanaal uit te stoten in de buitenlucht. De inlaatopening 4A is aan de zijde van de luchtuitlaatkamer 6. De uitlaatopening 4B is aan de zijde van de luchtinlaatkamer 2. De ventilator voor afzuigen 5 van de binnenlucht 3 kan zowel voor als na de warmtewisselkamer 4 aangebracht worden. In een voordelige uitvoeringsvorm is het oppervlak van een dwarsdoorsnede van de warmtewisselaarkamer ter hoogte van de inlaatopening 4A en/of de uitlaatopening 4B groter dan een dwarsdoorsnede van de warmtewisselkamer tussen de inlaatopening 4A en/of de uitlaatopening 4B. Hierdoor kan de luchtstroom zich gelijkmatiger verdelen over 10 ruimte tussen de slangen 12. In een uitvoeringsvorm is er ter hoogte van de inlaatopening 4A en de uitlaatopening 4B extra ruimte tussen de slangen en het plafond, een of twee zijwanden of de vloer van de warmtewisselaarkamer. Hierdoor kan de lucht van meerdere kanten tussen de slangen komen. Dit verbetert de warmteterugwineigenschappen van de warmtewisselaar en verlaagt de luchtweerstand van de warmtewisselaar.

15 De luchtstroom van afgevoerde binnenlucht 3 beweegt in hoofdzaak van de tweede wand 10 naar de eerste wand 8 van de warmtewisselaarkamer 4. De luchtstroom van buitenlucht 1 beweegt in hoofdzaak van de eerste wand 8 naar de tweede wand 10 van de warmtewisselaarkamer 4. De luchtstromen zijn van elkaar gescheiden door de dunne wand van de slangen 12 die een scheidingswand vormt. De twee luchtstromen mengen 20 hierdoor niet. De warmte van de afgezogen binnenlucht 3 wordt in de warmtewisselkamer 4 door de wand van de slangen 12 overgedragen aan de toegevoerde buitenlucht 1.

Om voldoende warmteoverdracht te realiseren van luchtstroom op luchtstroom met voldoende rendement is gebleken dat in een kubieke meter van de warmtewisselkamer ten minste 20 vierkante meter scheidingswand tussen de luchtstromen 25 moet zijn. Onder rendement van een warmtewisselaar wordt in context van de huidige aanvraag verstaan het aantal graden waarmee de buitenlucht opgewarmd wordt ten opzicht van het verschil in temperatuur van de afgevoerde binnenlucht en de toegevoerde buitenlucht voor de warmtewisselaareenheid. De bovengrens van het aantal vierkante meters wordt bepaald door een aantal factoren zoals de luchtweerstand, de 30 productiekosten, kans op verstopping door vervuiling. Bij toename van het scheidingsoppervlak zal het aantal slangen door een kubieke meter toenemen en zal de diameter van de slangen afnemen. Als de diameter afneemt zal de luchtweerstand van de slangen per strekkende meter toenemen en zal er meer energie nodig zijn om de lucht te 9 verplaatsen. De productiekosten worden bepaald door het aantal slangen dat bevestigd moet worden. De afstand tussen de slangen zal afnemen bij toename van het scheidingsoppervlak en hiermee neemt de kans op verstopping door vervuiling toe. Een bovengrens van 35 vierkante meter scheidingswand in een kubieke meter wordt als een 5 bovengrens gezien. Een oppervlak in het gebied van 21-31 vierkante meter in een kubieke meter zal vaker bruikbaar blijken te zijn. In een gebied van 22 - 27 vierkante meter scheidingsoppervlak of slang oppervlak in een kubieke meter zal gemiddeld genomen het vaakst bruikbaar zijn waarbij het minste aantal concessies hoeven worden genomen.

10 Positioneermiddelen in de vorm van bijvoorbeeld gaas zijn op regelmatige afstand in lengterichting van de warmtewisselkamer 4 geplaatst om de dunwandige slangen 12 op hun plaats te houden en te voorkomen dat de slangen door hun eigen gewicht te ver door zakken. De afstand tussen de positioneermiddelen kan variëren tussen de 1 en 3 meter. Een afstand van ongeveer 1,7 meter blijkt in de praktijk goed te voldoen. Verder 15 zorgen de positioneermiddelen voor extra wervelingen in de luchtstroom buiten de slangen. Hierdoor verbetert de warmteoverdracht van de luchtstroom naar de wand van de slangen.

Fig. 3 laat een dwarsdoorsnede zien van een gedeelte van de dunwandige slangen in de warmtewisselkamer. Getoond worden de dunwandige slangen 12 en een positioneermiddel 16. Het positioneermiddel 16 kan van metaal of kunststof zijn en heeft 20 een maaswijdte die groter is dan een dwarsdoorsnede van de dunwandige slangen 12. De ruimte in de slangen is aangegeven met referentie cijfer 4D. De ruimte om de slangen 12 is aangegeven met referentiecijfer 4C. Het heeft de voorkeur dat de ruimte voor doorvoer van afgevoerde binnenlucht, dat wil zeggen de ruimte om of tussen de slangen 12 2 - 30% groter is dan de ruimte voor doorvoer van de toegevoerde buitenlucht, dat wil zeggen de 25 ruimte in de slangen 12. De structuur van de ruimte om de slangen 12 is zodanig dat de luchtstroom minder geneigd is te stromen in de ruimte gelegen tussen de kortste afstand tussen slangen dan de ruimte gelegen tussen de grootste afstand tussen de slangen. Door de ruimte tussen de slangen groter te maken dan de ruimte in de slangen wordt de luchtstroming om de slangen verbeterd. Verder wordt hierdoor de luchtweerstand van de 30 ruimte tussen de slangen verlaagd, waardoor een ventilator minder vermogen nodig heeft voor het afvoeren van de lucht uit de stal.

De positioneermiddelen 16 vergroten de luchtweerstand van de ruimte tussen de slangen. Maar doordat de positioneermiddelen 16 voor extra luchtwervelingen 10 zorgen in de luchtstroom, wordt de luchtstroom continu gemengd en hierdoor de warmteoverdracht naar de luchtstroom in de slangen verbeterd. Bij gebalanceerde ventilatie, dat wil zeggen dat de hoeveelheid afgevoerde lucht per tijdeenheid bij benadering gelijk is aan de hoeveelheid toegevoerde lucht, zal de gemiddelde snelheid van 5 de luchtstroom buiten of tussen de slangen lager zijn dan de gemiddelde luchtstroom snelheid van de lucht in de slangen. Voordeel van gebalanceerde ventilatie is dat alle lucht in het gebouw via de warmtewisselaar binnenkomt en via de warmtewisselaar naar buiten gaat. Gebalanceerde ventilatie is met name van belang bij koude buitentemperaturen. Er is dan geen luchtstroom van koude buitenlucht de stal in en daardoor ook geen val van 10 koude lucht in de ruimte. Deze koude lucht verslechtert het klimaat van de dieren in de stal aanzienlijk. Bij gebalanceerde luchtventilatie wordt deze koude lucht stroom aanzienlijk gereduceerd.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn folieslangen gebruikt van LDPE (Lage Dichtheid Polyetheen) met een dikte van 150pm en een slang diameter van 7 15 a 8 cm. Afhankelijk van de specificaties van de warmtewisselaar kan de folie dikte liggen in het gebied van 50 - 250jrm. In deze uitvoeringsvorm is een positioneermiddel gebruikt met een maas grootte van 10 x lOcm. Het aantal slangen door een dwarsdoorsnede met een oppervlak van een vierkante meter is 100 slangen. Met slangen die een diameter van 7 a 8 cm hebben is dan het scheidingsoppervlak tussen de luchtstroom verse buitenlucht en 20 warme binnenlucht tussen de 22 a 25 vierkante meter per kubieke meter. De verhouding tussen de ruimte in de slangen en buiten de slangen is bij een slangdiameter van 8cm 1:1 en bij een slangdiameter van 7cm 0,63:1. De warmtewisselaarkamer 4 heeft een hoogte en breedte van ongeveer 2 meter en een lengte van ongeveer 30 meter, zodat er dus ongeveer 400 dunwandige slangen 12 met een diameter van 7 a 8 cm door de warmtewissel kamer 25 zicht uitstrekken tussen de eerste wand 8 en de tweede wand 10. De lengte van de warmtewisselaarkamer kan willekeurig welke lengte hebben en kan bijvoorbeeld bepaald zijn door de afmetingen van het gebouw of de ruimte waarin de warmtewisselaar geplaatst wordt.

Om bij een slangdiameter van 7cm een verhouding van 1:1 te verkrijgen zal 30 een maasgrootte van 8,8 x 8,8cm gebruikt moeten worden. Het scheidingsoppervlak gevormd door de slangen in een kubieke meter is dan 28,5 vierkante meter en het aantal slangen door een dwarsdoorsnede van een vierkante meter is dan 130.

11

Doordat de centrifugaal ventilator de aangezogen lucht langs de wanden laat stromen kan de luchtstroom door de slangen die hun opening hebben nabij de zijwanden, plafond of vloer van de inlaatkamer 2 een hogere snelheid hebben dan de luchtstroom door de slangen in het midden. Om dit effect tegen te gaan zijn daar waar nodig langs de 5 zijwanden, vloer en plafond van de inlaatkamer voor de aan de buitenkant gelegen slangopeningen een of meer luchtafbuigelementen 2B geplaatst. Hierdoor kan de snelle luchtstroom langs de wanden niet direct in nabij de zijwanden van warmtewisselaarkamer gelegen slangen stromen en zal de variatie in luchtsnelheid afhemen.

In Fig. 2 wordt schematisch een dwarsdoorsnede van de koppeling van de 10 dunwandige slangen 16 in een opening van een wand 20 getoond. De wand 20 kan zowel de scheidingswand tussen de luchtinlaatkamer en de warmtewisselaarkamer als de scheidingswand tussen de warmtewisselaarkamer en de luchtuitlaatkamer zijn. De ruimte in de warmtewisselaarkamer is aangegeven met referentiecijfer 22. De ruimte in de luchtinlaatkamer of de luchtuitlaatkamer is aangegeven met referentiecijfer 24. De 15 dunwandige slang 12 die door de warmtewisselaarkamer loopt gaat door een opening in de wand 20. Een koppelelement 18 in de vorm van een buisvormig element met een conusvormige buitenkant wordt in de luchtinlaatkamer of de luchtuitlaatkamer 24 geplaatst in het uiteinde 12A van de dunwandige slang 12. Omdat het materiaal van de slangen in zekere mate elastisch is, scheuren de slangen hierdoor niet uit. De conusvorm is zo 20 gekozen dat de kleinste buiten diameter kleiner is dan de opening in de wand en de grootste buitendiameter van het koppelelement groter is dan de opening. Door het koppelelement 18 in de opening te duwen of door trekspanning van de slangen in de warmtewisselaarkamer in de opening te trekken, komt de slang klem te zitten tussen de wand van de opening en de buitenkant van het koppelelement 18. Hierdoor wordt tevens 25 een praktisch gezien luchtdichte afsluiting gerealiseerd tussen de aangevoerde buitenlucht stroom en de afgevoerde binnenlucht stroom. Deze koppeling heeft tevens als voordeel dat een defecte slang eenvoudig vervangen kan worden door achtereenvolgens de volgende stappen: 1) losmaken van koppelelement 18 uit opening in wand 20; 30 2) verwijderen van koppelelement 18 uit uiteinde 12A van de defecte slang; 3) vastmaken van uiteinde van defecte slang aan uiteinde van nieuwe slang; 4) losmaken van koppelement 18 uit opening in andere wand; 12 5) verwijderen van koppelelement 18 uit andere uiteinde 12A van de defecte slang; 6) het trekken van de defecte slag uit en het tegelijkertijd aanbrengen van nieuwe slang de warmtewisselaarkamer; 5 7) vastmaken van beide uiteinden op de hiervoor beschreven wijze.

In de warmtewisselaarkamer 4 kan optioneel boven het pakket met dunwandige slangen een sproei-installatie worden aangebracht. Met de sproei-installatie kunnen de slangen besproeid worden met water en kan vuil of stof uit de lucht van de stal dat zich afgezet heeft op de buitenkant van de slangen door de warmtewisselkamer 10 verwijderd worden en behoudt de warmtewisselaar zijn rendement. Om luchtstroming door de ruimte boven de slangen ten behoeve van de sproei-installatie te reduceren, zijn op regelmatige afstand over de breedte van de warmtewisselkamer schotten geplaatst. Deze schotten lopen vanaf de bovenzijde van de warmtewisselkamer tot ten minste de bovenzijde van de bovenste slangen in de warmtewisselkamer.

15 In een voordelige uitvoeringsvorm omvat de sproei-installatie twee of meer naast of achter elkaar gelegen sproeisecties gezien in de lengterichting van de warmtewisselkamer. Iedere sproeisectie kan afzonderlijk aangestuurd worden. Hiermee wordt het mogelijk om slechts een gedeelte van de hoeveelheid slangen in de warmtewisselkamer te besproeien. Omdat slechts een gedeelte van de slangen met relatief 20 koud grond water wordt besproeid, verliest de warmtewisselaar tijdens het besproeien of spoelen van de slangen slechts gedeeltelijk zijn warmteterugwincapaciteit. Als ieder sproeisectie zich uitstrekt over de gehele lengte van de warmtewisselaarkamer, verliest het gedeelte dat gespoeld wordt zijn warmteterugwincapaciteit en behouden de naastgelegen secties hun warmteterugwincapaciteit. In de luchtuitlaatkamer worden de luchtstromen 25 met verschillende temperatuur gemengd en vervolgens toegevoerd aan de ruimte in het gebouw.

Een ventilatiesysteem welke de hiervoor beschreven warmtewisselaareenheid omvat is tevens voorzien van een regelsysteem en temperatuursensoren. Een ventilatiesysteem voor een stal heeft een temperatuursensor op 30 de plaatst waar de lucht in de ruimte in het gebouw wordt geblazen. In een kippenstal wordt de verwarmde en droge buitenlucht bij voorkeur vlak boven de mest toegevoerd. Voor een optimaal klimaat mag de temperatuur rond de levende wezens niet boven een bepaalde waarde komen. Het regelsysteem is ingericht de hoeveelheid afgevoerde 13 binnenlucht te reduceren als de temperatuur van de aangevoerde buitenlucht na de warmtewisselaar hoger is dan een ingestelde waarde. Hierdoor is het ventilatiesysteem niet meer gebalanceerd en wordt er meer lucht aangevoerd dan afgevoerd door het ventilatiesysteem. Dit heeft twee effecten. Ten eerste neemt de warmteterugwincapaciteit 5 van de warmtewisselaar af. Ten tweede zal er warme lucht via andere openingen het gebouw verlaten, waardoor er warmte uit het gebouw verdwijnt.

In een uitvoeringsvorm omvat het ventilatiesysteem een temperatuursensor voor het meten van de luchttemperatuur van de afgevoerde binnenlucht aan de uitgang 4B van de warmtewisselaar. In winterse perioden wanneer de temperatuur onder nul komt, 10 kan het vocht in de afgevoerde binnenlucht in de warmtewisselaarkamer leiden tot ijsvorming op de slangen 12. Om dit te voorkomen is het regelsysteem ingericht de hoeveelheid aangevoerde buitenlucht te reduceren als de temperatuur van de afgevoerde binnenlucht na de warmtewisselkamer lager is dan een ingestelde minimum waarde. De ingestelde minimum waarde zal iets boven het nulpunt liggen, bijvoorbeeld in het bereik 15 van 0,6-1°C.

In een uitvoeringsvorm omvat het ventilatiesysteem een temperatuursensor voor het meten van de buitenlucht en is het regelsysteem ingericht om de sproei-installatie boven de dunwandige slangen met een vooraf bepaalde cyclus te activeren en te deactiveren wanneer de gemeten buitentemperatuur hoger is dan een ingestelde minimum 20 temperatuur waarde. Indien de gemeten buitentemperatuur lager is dan de ingesteld minimum temperatuur waarde dan wordt de sproei-installatie niet geactiveerd. De sproei-installatie wordt dus niet geactiveerd als de waarde van de buitentemperatuur kleiner is dan een instelbare minimum temperatuurwaarde. In een uitvoeringsvorm komt de minimum temperatuurwaarde overeen met een buitentemperatuur van 6°C. Hiermee wordt 25 voorkomen dat tijdens het spoelen van de slangen in de warmtewisselkamer te koude lucht aan de stal wordt toegevoerd.

Fig. 4 toont schematisch een bovenaanzicht van een opstelling van rastervormige positioneermiddelen 16 waarbij slangen 12 door de rasteropeningen lopen. De positioneermiddelen zijn samengesteld uit verticaal en horizontaal lopende spijlen. De 30 rasteropeningen zijn vierkant en hebben een breedte W. Door de rasteropeningen lopen slangen 12 met een diameter D. De positioneermiddelen 16 hebben een onderling afstand A gezien in de lengte richting van de slangen 12. In een richting loodrecht op de lengterichting van de slangen staan de positioneermiddelen 16 in horizontale richting 14 afwisselend versprongen ten opzichte van elkaar over een afstand V. De afstand V hangt af van de rasterbreedte W en de diameter D van de slangen 12. Slangen met een lengte van minimaal 10 meter zouden zonder verspringende positioneermiddelen vrijwel tegenelkaar kunnen komen te liggen. Daar waar ze praktisch gezien tegenelkaar liggen zal er vrijwel 5 geen luchtstroming langs de slang zijn en zodoende ook geen warmte uitwisseling op die plaatsen. Door de positioneermiddelen 16 te laten verspringen ten opzichte van elkaar over een afstand Y wordt de bewegingsruimte van de slangen beperkt. Gezien langs de slangen zal de slang afwisselend met zijn linkerzijde en rechterzijde tegen een verticaal lopende stijl van de positioneermiddelen 16 liggen. Hierdoor wordt een minimale onderlinge 10 afstand van naast elkaar gelegen slangen verkregen die bij benadering overeenkomt met de afstand Y. Deze maatregel verbetert de luchtstroming langs het buitenoppervlak van de slangen en daarmee de warmte uitwisselingseigenschappen van de warmtewisselaar. In een uitvoeringsvorm is de afstand A tussen positioneermiddelen 170cm, is V ongeveer 2,3cm, is W 10cm en is D ongeveer 7,7cm 15 De positioneermiddelen kunnen gemaakt zijn van gegalvaniseerde stalen rooster. Echter door het galvanisatie proces kunnen er scherpe punten op het stalen rooster zitten. Deze kunnen de dunwandige slangen lek prikken. In een voordelige uitvoeringsvorm zijn de positioneermiddelen gemaakt van horizontaal en verticaal lopende LDPE staven die op de kruisingen aan elkaar zijn gelast. Een eerste voordeel is dat de 20 positioneermiddelen ter plaatse in de warmtewisselaarkamer samengesteld kunnen worden uit LDPE staafvormige elementen die vervolgens op de kruispunten samengesmolten worden. LDPE is corrosiebestendig materiaal en bij samensmelten blijft het corrosiebestendig. Wanneer stalen staafvormige elementen ter plaatse gebruikt zouden worden voor het samenstellen van de positioneermiddelen, dan zijn de laspunten 25 corrosiegevoelig. Door de condensatie die optreed in de warmtewisselkamer zou dit de levensduur van de ter plaatse samengestelde positioneermiddelen belangrijk verkorten ten opzichte van gebruik van vooraf samengestelde en gegalvaniseerde stalen roosters.

Het moge duidelijk zijn dat de bovenstaande beschrijving is opgenomen om de werking van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding te illustreren, en niet om de 30 reikwijdte van de uitvinding te beperken. De maatregelen zoals hiervoor beschreven voor het uitvoeren van de uitvinding kunnen vanzelfsprekend afzonderlijk, parallel of in een andere combinatie worden uitgevoerd. Indien mogelijk kan de uitvinding aangevuld 15 worden met verdere maatregelen. Wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder afstand te nemen van het idee van de uitvinding.

Claims

1. Ventilatiesysteem voor het toevoeren van buitenlucht in een gebouw en afvoeren van binnenlucht uit het gebouw, waarbij het ventilatiesysteem een 5 warmtewisselaareenheid omvat voor warmteoverdracht tussen de afgevoerde binnenlucht en toegevoerde buitenlucht, waarbij de warmtewisselaareenheid een langwerpige warmtewisselaarkamer omvat waardoor een veelheid van parallel lopende dunwandige slangen zich uitstrekken tussen een eerste wand gelegen aan een eerste uiteinde van de langwerpige warmtewisselaarkamer een tweede wand gelegen tegenover de eerste wand, 10 waarbij de dunwandige slangen een scheidingswand vormen tussen een ruimte voor doorvoer van afgevoerde binnenlucht en een ruimte voor doorvoer van toegevoerde buitenlucht, met het kenmerk, dat in een kubieke meter van de warmtewisselaarkamer de scheidingswand gevormd door de 15 dunwandige slangen een oppervlak heeft in het gebied van 20-35 vierkante meter, in het bijzonder in het gebied van 21-31 vierkante meter, meer in het bijzonder 22 - 27 vierkante meter.

2. Ventilatiesysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de 20 warmtewisselkamer rastervormige positioneermiddelen zijn verschaft waarbij de dunwandige slangen door openingen van de rastervormige positioneermiddelen lopen en waarbij opeenvolgende rastervormige positioneermiddelen langs de dunwandige slangen in horizontale richting en loodrecht op de lengterichting van de dunwandige slangen over een afstand een versprongen positie hebben. 25

3. Ventilatiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de dunwandige slangen een diameter hebben en draadelementen van de rastervormige positioneermiddelen een dikte en de afstand bepaald is door de diameter van de dunwandige slangen en optioneel de dikte van de draadelementen. 30

4. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, met het kenmerk. Dat in gebruik in een kubieke meter van de warmtewisselaarkamer de ruimte voor doorvoer van afgevoerde binnenlucht 2 - 30% groter is dan de ruimte voor doorvoer van toegevoerde buitenlucht.

5. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, 5 met het kenmerk, dat de warmtewisselaareenheid conusvormige buiselementen omvat voor het vastklemmen van uiteinden van de dunwandige slangen in openingen van de eerste en de tweede wand.

6. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat de dunwandige slangen een omtrek hebben tussen de 180 en 340 mm.

7. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een dwarsdoorsnede van de warmtewisselaar in een vierkante meter 15 een aantal dunwandige slangen in een bereik van 60 - 180 omvat.

8. Ventilatiesysteem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de warmtewisselaareenheid verder een luchtinlaatkamer en een centrifugaal ventilator omvat, waarbij de eerste wand gelegen is tussen de luchtinlaatkamer en de warmtewisselaarkamer, 20 met het kenmerk, dat de centrifugaal ventilator gepositioneerd is in de luchtinlaatkamer voor een luchtinlaatopening in een inlaatwand van de luchtinlaatkamer.

9. Ventilatiesysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de centrifugaal ventilator een luchtinlaatelement omvat waarbij het luchtinlaatelement gekoppeld is aan de 25 inlaatwand van de luchtinlaatkamer.

10. Ventilatiesysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het luchtinlaatelement flexibel gekoppeld is aan de inlaatwand van de luchtinlaatkamer met een flexibel koppelelement. 30

11. Ventilatiesysteem volgens een van de conclusies 8-10, waarbij de dunwandige slangen een lengterichting hebben en de centrifugaal ventilator een rotatieas heeft, met het kenmerk, dat de rotatieas in hoofdzaak evenwijdig ligt aan de lengterichting van de dunwandige slangen.

12. Ventilatiesysteem volgens conclusies 11, met het kenmerk, dat een 5 luchtafbuigelement is voorzien langs ten minste één wand van de luchtinlaatkamer voor het reduceren van luchtdoorstroomsnelheidsverschillen door de dunwandige slangen.

13. Ventilatiesysteem volgens een van de voorgaande conclusies verder omvattend een regelsysteem met temperatuursensoren, met het kenmerk, dat het 10 regelsysteem ingericht is de hoeveelheid afgevoerde binnenlucht te reduceren als de temperatuur van de aangevoerde buitenlucht na de warmtewisselaar hoger is dan een ingestelde waarde.

14. Ventilatiesysteem volgens conclusies 13, met het kenmerk, dat het 15 regelsysteem ingericht is de hoeveelheid aangevoerde buitenlucht te reduceren als de temperatuur van de afgevoerde binnenlucht na de warmtewisselaar lager is dan een ingestelde minimum waarde.

15. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, 20 met het kenmerk, dat in de warmtewisselaarkamer boven de dunwandige slangen een sproei-installatie is voorzien.

16. Ventilatiesysteem volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de sproei-installatie twee of meer sproeisecties omvat waarbij elke sproeisectie boven een 25 verschillend deel van de dunwandige slangen is voorzien en elke sproeisectie afzonderlijk aanstuurbaar is.

17. Ventilatiesysteem volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat het systeem verder een regelsysteem omvat voorzien van een temperatuursensor voor het 30 meten van de buitenluchttemperatuur, waarbij het regelsysteem ingericht is de sproei- installatie niet te activeren als de buitentemperatuur kleiner is dan een instelbare minimum temperatuurwaarde.

18. Ventilatiesysteem volgens willekeurig welke van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gebouw een stal is voor pluimvee, varkens, geiten of rundvee.

19. Warmtewisselaar voor gebruik in een ventilatiesysteem, waarbij de 5 warmtewisselaar alle technische elementen omvat van een warmtewisselaareenheid volgens willekeurig welke van de conclusies 1-16. sj* »{$ ^ ^ ^