NO142414B - Anordning for overfoering av varme fra avluften fra et rom til tilfoerselsluften til nevnte rom - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for overføring av varme fra avluft fra et rom, såsom en gruve eller lignende, til tilførselsluften til nevnte rom, innbefattende en væskefylt krets med minst en første sirkulasjonspumpe, minst en første varmeveksler som er plassert i kontakt med tilførselsluftstrøm-men og minst en andre varmeveksler som er plassert i kontakt med avluft strømmen.

Det er hensiktsmessig å gjenvinne den varme som fin-nes i avluften fra bolighus, fabrikklokaler, gruver etc. En kjent metode for å tilveiebringe dette i en viss utstrekning er i avluftsledningen å innkoble en varmeveksler som kjøler avluften og derved absorberer en del av dens varmeinnhold og at det i tilførselsluftledningen innkobles en varmeveksler som varmer tilførselsluften. De to varmevekslere er sammenkoblet med en krets som inneholder en sirkulasjonspumpe. Som varmetransport-medium i kretsen kan man utnytte en væske, såsom en vann-glykolblanding, hvorved det forhindres at varmetransportmediet fryser i varmevekslerne når lufttemperaturen er meget lav.

Et problem med denne type kjente anordninger er at man ikke kan kjøle avluften i altfor stor utstrekning uten at det væskeinnhold som alltid foreligger i varm avluft kondense-rer på flaten til den avluftkjølende varmeveksler og danner frost eller is på denne varmeveksler hvis temperaturen til avluften ved utløpet blir lav. Frost eller isdannelse på avlufts-varmevekslerens flate reduserer varmeoverføringen og øker mot-standen i avluftskanalen. Denne is- og frostdannelse kan til sist føre til en blokkering av avluftskanalen. Dette fenomen setter en grense for i hvilken utstrekning man kan kjøle av-luf tén og således hvor meget varme som kan gjenvinnes.

I et typisk eksempel er avluft fra en gruve ca. 7°C varm. Allerede hvis avluften kjøles til i nærheten av 0°C ved hjelp av avluftsvarmeveksleren begynner frost og is å ansamles på varmevekslerens flate. Hvis tilførselsluften til gruven har en temperatur på f. eks. -25°C, noe som kan inntreffe f. eks. i det norlige Sverige, kan da bare ca. 25 % av den totale til tilførselsluften tilførte varmeenergi gjenvinnes hvis man skal unnvike kraftig frost- og isdannelse på avluftsvarmeveksleren. Det har en stor økonomisk og brenselspolitisk verdi å få frem anordninger som øker bruksdelen av den gjenvinnbare varmeenergi uten risiko for feilfunksjon hos anordningen på grunn av isdannelse og frostansamling.

Anordningen ifølge oppfinnelsen oppfyller nevnte hen-sikt og kjennetegnes ved de trekk som fremgår av den kjenne-tegnende del av krav 1. Anordningen ifølge oppfinnelsen, såvel som utførelsesformer derav, er definert i kravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives under henvisning til tegningen som viser en utførelsesform for oppfinnelsen.

På tegningen vises skjematisk et rom 1, såsom en gruve eller lignende, med en tilførselsluftkanal 2 og tre avlufts-kanaler 3A. Det er vanligvis anordnet vifter (ikke vist) for sirkulasjon av luften gjennom rommet 1. En første varmeveksler 4 er anordnet i tilførselsluftkanalen 2. En andre varmeveksler 5A er anordnet i hver avluftskanal 3A. Varmevekslerne 4 og 5A er innkoblet i en lukket væskefylt krets 6. Væsken kan f. eks. bestå av en vann-glykolblanding.

Kretsen 6 inneholder tre shuntledninger 7A, som hver inneholder en av varmevekslerne 5A. Hver shuntledning 7A inneholder videre en avstengningsventil 9A, samt en reguleringsven-til 21. I hver shuntledning 7A er det anordnet en andre shuntledning 7B, med hvis hjelp væske kan føres forbi varmeveksleren 5A. Hver av de andre shuntledninger 7B inneholder en reguler-ingsventil 20, en sirkulasjonspumpe 9 samt en varmeveksler 23, med hvis hjelp ekstra varme kan tilføres væsken. Kretsen 6 har en sirkulasjonspumpe 18, som opprettholder sirkulasjon av væske gjennom kretsen.

Ved drift av den viste anordning ved de på tegningen som eksempler angitte temperaturforhold vil etter en relativt kort driftstid isdannelse og frostdannelse opptre på den andre varmeveksler 5.

Når en viss frost- og isdannelse opptrer på en eller flere av varmevekslerne 5A, avstenges de tilhørende avsteng-ningsventiler 9A, slik at strømmen gjennom denne varmeveksler stoppes, mens strømmen gjennom de øvrige varmevekslere 5A opp-rettholdes. Herved vil varmeveksleren 4 tilføres varme for forvarming av tilførselsluften, mens avluften tiner bort is-

og frostansamlinger på den avstengte varmeveksler 5A. Borttin-ingen kan gjøres hurtigere ved at man starter sirkulasjonspum-pen 9 i den andre shuntledning 7B, som hører til den avstengte varmeveksler 5A. Væske som er oppvarmet i varmeveksleren 23

vil da bli pumpet gjennom varmeveksleren 5A.

En ekstern varmekilde 10, såsom et oljebrenneraggre-gat, kan være anordnet for å ettervarme den i varmeveksleren 4 forvarmede tilførselsluft for å bevirke at den i rommet 1 inn-kommende tilførselsluft ikke har uhensiktsmessig lav temperatur. Man bør herved også iaktta forholdene ved avluftskanalen hvor det gjelder at avluften fra rommet 1 bør ha en temperatur som klart overstiger 0°, slik at varmevekslerne 5 kan tines også ved varmetilførsel utenfra, dvs. ved at den relativt varme avluft tiner frosten på plastrørsvarmevekslerne 5A.

Ventilene 9A kan være koblet til og styrt av et tidsur (ikke vist), som bevirker at ventilene 9A stenges i tur og orden ved forutbestemte og like lange tidsintervaller på syklisk måte. Tidsintervallenes lengde kan bestemmes av erfaringsver-dier som er oppnådd under drift av anordningen. Alternativt kan man måle avluftens trykkfall over hver avluftsvarmeveksler 5A og ut fra dette trykkfall (som er et mål på frost- og isdannelsen) innlede en avstengning av den tilhørende ventil 9A for å bevirke en avtining av tilhørende varmevekslere 5A. Derved kan man la avtiningsperiodens lengde bestemmes ved hjelp av f. eks. et temperaturfølsomt organ som avføler temperaturen til varmevekslerens flate og påser at ventilen 9A åpner når temperaturen underskrider 0°. Alternativt kan man la ventilen 9A åpne når avluftens trykkfall over tilhørende varmeveksler 5A underskrider en forutbestemt verdi.

Ved et relativt lite antall avluftsvarmevekslere 5A kan det være hensiktsmessig å la avtiningen av varmevekslerne 5A være syklisk. Hvis man imidlertid har et større antall avluftsvarmevekslere 5A, vil risikoen være meget liten for at samtlige varmevekslere 5A tilfeldigvis skulle være avstengt for avtining, slik at en individuell avtining kan være hensiktsmessig og egnet i det tilfelle hvor man har et relativt stort antall varmevekslere 5A.

Claims (10)

1. Anordning for overføring av varme fra avluft fra et rom (1), såsom en gruve eller lignende, til tilførselsluften til nevnte rom, innbefattende en væskefylt krets (6) med minst en første sirkulasjonspumpe (18), minst en første varmeveksler (4) som er plassert i kontakt med tilførselsluftstrømmen (2) og minst en andre varmeveksler (5A) som er plassert i kontakt med avluftstrømmen (3A),karakterisert ved at flere parallelle shuntledninger (7A) er anordnet i kretsen (6), at en andre varmeveksler (5A) er innkoblet i hver shuntledning (7A), at en avstengningsventil (9A) er tilordnet hver shuntledning (7A) for å bevirke en avbrytning av væskestrømmen gjennom den deri innkoblede andre varmeveksler (5A) for avtining av denne ved hjelp av avluft, og at minst en andre varmeveksler (5A) er anordnet slik at den er innkoblet i kretsen (6) for å tilføre varme til den første varmeveksler (4), mens minst en annen varmeveksler (5) tines.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert v ed at en andre shuntledning (7B) er koblet parallelt med hver av de-andre varmevekslere (5A), at hver andre shuntledning (7B) inneholder en andre sirkulasjonspumpe (9), og at ventilor-gan (20, 21) er anordnet for sammen med avstengningsventilen (9A) og den andre sirkulasjonspumpe (9) å bevirke væskesirkula-sjon gjennom en andre varmeveksler (5A) som før avtining er ut-koblet av kretsen (6).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at hver andre shuntledning (7B) inneholder en ekstra varmekilde (23) som er anordnet til ved behov å kunne oppvarme den væske som strømmer gjennom en andre varmeveksler (5A) ved tining av denne.

4. Anordning ifølge-krav 1, karakterisert ved at avstengningsventilene (9A) er styrt av et tidsur som syklisk påbegynner en avstengning av den respektive ventil under en viss del av syklusen.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at avstengningsventilen (9A) er styrt av et organ som avføler en viss isdannelse på en andre varmeveksler (5A) og som derved påbegynner en avstengning av ventilen (9A) og opprettholder denne tilstand så lenge isbelegget på den andre varmeveksler (5A) er større enn en forutbestemt verdi.

6. Anordning ifølge krav 4,karakterisert ved at lengden for nevnte syklusdel er styrt av den ytre temperatur.

7. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at lengden på den nevnte syklusdel er anordnet for å kunne innstilles manuelt.

8. Anordning ifølge krav 5,karakterisert ved at organet avføler isdannelsen ved å avføle avluftens trykkfall over en andre varmeveksler (5A).

9. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at organet er anordnet for å opprettholde tiningen til den andre varmevekslers yttertemperatur overskrider 0°C.

10. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at i hvert fall de andre varmevekslere (5A) består av plastrørsvarmevekslere.