NO143038B - Anordning for temperering av utenforliggende rom til en bygning og fremgangsmaate for denne temperering under anvendelse av nevnte anordning - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører en anordning for temperering

av utenforliggende rom til en bygning med en fasade,- bestående av et fagverk av hule støtter og hule dragere, på hvilke fasadeelementene er anordnet i alt vesentlig uten varmebroer, og hvorav deler i hvert rom er strømningsmessig forbundet'med hverandre på fastlagt måte for å lede en varmetransportvæske mellom et fremløp og et tilbakeløp, og som omfatter i det minste et likeledes med væske gjennomstømmet og med varmeoverførings-ribber forsynt gjennomstrømningsrør i hvert rom, som er omgitt av en lufttilførselskanal, som utstrekker seg på tvers mellom de hule støttene, og som er tilsluttet en lufttransportanordning hvilken lufttilførselskanal oppviser i det minste en luft-utløpsåpning, som er rettet mot et rom, som oppviser i det minste en luftavløpsåpning. Nærværende oppfinnelse vedrører dessuten en fremgangsmåte for temperering av utenforliggende rom til en bygning,, og hvor den ovenfornevnte anordning anven-des.

De hittil mest anvendte tempereringsanlegg er såkalte induk-sjonsklimaanlegg, som omfatter et sentralt tempereringsanlegg samt et induksjonsapparat i hvert rom. Induksjonsapparatene er via rør forbundet med det sentrale klimaanlegg, hvorved det kreves et frem- og tilbakeløp for et varmetilførende transport-medium, et frem- og tilbakeløp for et varmebortledende trans-portmedium, samt en tilførselsledning for primærluft. Disse ledninger må føres adskilt til hvert induksjonsapparat i hvert rom. Primærluften må tilføres under høyt trykk, hvorved den nevnte luft kommer ut av induksjonsapparatet gjennom en dyse, som er slik bygget at sekundærluft samtidig suges og støtes ut av rommet. Primærluftens trykk må derved være tilstrekkelig til å sirkulere luften i rommet minst seks til syv ganger.

Disse induksjons-tempereringsnaleggene har den ulempe at kon-struksjonen er meget omfattende, og deres drift krever meget energi og at støv,som måtte foreligge i værelsene.dessuten til stadighet vil bli hvirvlet opp av sekundærluften. En annen ulempe er at induksjonsanlegget neppe kan påvirke temperaturen i såkalte strålingshuller.Slike strålingshuller er veggom-

råder hvor temperaturen skiller seg meget sterkt fra middel-temperaturen. Typiske strålingshuller er store glassvindus-flater. Veggene i et værelses vil på grunn av sin varmelag-ringsevne i det vesentlige ha værelsestemperatur. En person som befinner seg i værelset, stråler ut varme i alle retninger, hvorved det skjer en varmeinnstråling fra veggene med værelsestemperatur mot vedkommende. Denne varmeinnstråling kan imidlertid være for stor eller for liten i strålingshullene, hvilket sterkt reduserer vedkommende persons behagelighets-følelse, idet det enten stråles for lite eller for meget varme tilbake fra personen.

I forhold til den innledningsvis nevnte anordnings-type har man slått in på en ny og enklere vei. Ifølge kjent teknikk kan romtemperaturen i alt vesentlig bare påvirkes av fremløpstem-peraturen, hvorved en tilpasning til svingningene av romtemperaturen bare er mulig etter lang tidsforsinking på grunn av totalsystemets store treghet.

Et formål med oppfinnelsen er å videreutvikle en anordning av den forannevnte type, slik at det erholdes en hurtig og nøy-aktig regulering av temperaturen på en ukomplisert og lite plasskrevende måte.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål ved at de strømnings-messig med hverandre forbundne deler av de hule støttene og hule dragerne er koplet til tilbakeløpet, hvorved det erholdes et langsomt reagerende- system for varmetilførsel eller varme-bortledning. Videre oppnås formålet ved at gjennomstrømnings-røret er forsynt med langsgående ribber.og således forbinder fremløpet med grunnbelastnings-systemet, slik at det erholdes et hurtig-reagerende reguleringssystem for romvarme-tilførselen eller -bortledningen, hvilket system også omfatter en termostatventil i væskekretsløpet i rommet. Denne anordning har den fordel at den er inkorporert direkte i fasaden på en særdeles plassbesparend måte,og at det ved eliminering av strålingshuller oppnås en optimal temperering på en måte som fagfolk hittil ikke har trodd å være mulig. En sammenligning mellom et tempereringsprosjekt beregnet på konvensjonell måte og en til-svarende tilpasset tempereringsanordning ifølge oppfinnelsen viser at de konvensjonelle tallverdier kan reduseres med mer enn 50% for oppnåelse av samme effekter som med de kjente tempereringsanlegg. Denne virkning, som er fullstendig over-raskende, skyldes i første rekke at det første systemet rea-gerer meget hurtig som følge av det lille rørvolumet, hvilket vil si at den ønskede luft-oppvarming eller -kjøling kan oppnås meget raskt ved at varmt eller kaldt vann strømmer gjennom rørene, eller ved at denne strømning avbrytes. Da luftstrøm-ningen samtidig sørger for en tvangsmessig konveksjon på utsiden av de hule støtter og eventuelt de øvre tverrgående, hule dragere samt ved glassflatene, og da det foreligger meget store vannmengder i de hule støttene, vil det andre systemet samtidig danne et magasin som bare langsomt tillater en for-andring av basisverdiene. Dessuten skjer en varmeovergang ved stråling med høy virkningsgrad mellom de hule støtter, glassrutene og luften i værelset.

En ytterligere vesentlig fordel med oppfinnelsen består i at anordningen arbeider med høy virkningsgrad, da den på en optimal måte kopler sammen varmeovergangene ved konveksjon og stråling. Foruten reduksjon av antall arbeidstimer oppnås en stor energisparing ved at vannsirkulasjonen blir opprettholdt mens luftsirkulasjonen blir brutt, for derved tilnærmelsesvis å opprettholde den ønskede værelsestemperatur. Endelig blir på grunn av sirkulasjonen av vannet i de hule støttene og de hule dragerene i fasaden den ønskede temperatur holdt på solsiden, og overskudd av opptatt varme på solsiden blir over-ført til de bort fra solsiden liggende hule støtter og tverr-dragere.

Anordningen ifølge nærværende oppfinnelse muliggjør således på en ytterst enkel og ukomplisert måte en optimal temperering av utenforliggende værelser.

Nøyaktighten ved reguleringen av værelsestemperaturen lar seg

ytterligere forbedre når, ifølge en fordelaktig videreutvikling av oppfinnelsen, åpningen for luftbortledningen utgjøres av en sliss i den vegg som vender mot værelset samt forløper parallelt med fasaden til luftbortledningskanalen, som er anordnet ved værelsets gulv, i anlegg mot fasaden, og nedenfor luftkanalen. Slissen er herved hensiktsmessig en langsgående sliss i luftbortledningskanalen som dannes av en hul drager. Derved kan luftbortledningskanalen med slissen være anordnet i tillegg til en luftbortledning fra taksiden. Denne regulering av værelsestemperaturen blir derved mer nøyaktig, da ved denne utførelsesform den luft som er innført i rommet etter en enkel sirkulasjon i nærheten og under tilførselsåpningen igjen blir suget ut. På denne måte unngås at det dannes større områder med stillestående luft eller steder med kontinuerlig sirkulasjon av luften.

Dessuten oppnås en hurtigere reaksjon hos reguleringen og dermed et mindre reguleringsområde når, ifølge den annen utfør-elsesform av oppfinnelsen, det i det minste på de loddrette på fasaden forløpende vegger av de hule støtter er anordnet varmeledende ribber, hvorved disse ribber får seg tilordnet hver sin loddrett på fasaden forløpende sliss i brystnings-huldrageren som danner luftkanalen. Det er fordelaktig at ribbene forløper parallelt med fasaden og at det er anordnet en mellomvegg, som bærer ribbene, og som står loddrett på fasaden i en viss avstand fra hulstøtteveggen, hvorved slissen i luftkanalen ligger innenfor nevnte avstand. Videre er det fordelaktig at den varmeledende forbindelsen mellom mellomveggen og hulstøtteveggen består av ribber. Herved" oppnås en ytterligere økt. virkningsgrad og en optimal pvergangshastig-' hét for varméovergangen mellom varmetransportvæsken i.de hule støttene samt de hule dragerne og værelsesluften. Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere anskueliggjøres ved hjelp av teg-ninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et frontriss av to ved' siden av hverandre anordnede funksjonsfelt for en fasade i én .etasje1. Fig. 2 er et snitt etter linjen II-II i fig. 1. '

Fig. 3 er et snitt etter linjen III-III i fig. 1.

Fig. 4 viser anordningen av en termostatstyrt ventil.

Fig. 5 er et tverrsnitt av en første utførelsesform av'en hul

støtte.

Fig. 6 viser et tverrsnitt som fig. 5 av en andre utførelses-form av en hul støtte, og Fig. 7 viser et tverrsnitt som fig. 6 av en- tredje utførelses-form av en hul støtte.

De funksjonsfelter for en fasade som er vist i fig. 1 består av partier av hulle støtter 1, 2 og 3, anordnet i innbyrdes avstand, samt av den hule støtte 1' for tilgrensende funksjonsfelt. Den første fasadeflaten 23 dannes av de hule støtter 1 og 2 og tverrdragerne 4 og 6. Den andre fasadeflate 22 dannes av de hule støtter 2 og 3 og de hule dragerne 5 og 7. Den tredje fasadeflate 21 dannes av den hule støtte 3 og den hule støtte l<1> for et nærliggende funksjonsfelt, en øvre blinddrager 8 og en nedre hul drager 9, som har en annen funksjon enn de hule dragere 6 og 7 for flatene 23 ogg 22.

Som det vil fremgå av fig. 2 og 3 er det ved hver fasadeflate anordnet to glassruter 27, som ved hjelp av isolasjonsprofiler 28 i det vesentlige fastholdes varme- og kuldebrofritt på de hule støtter og mellom brystningsplater 29. I området for øvre ende av brystningsplaten er det anordnet en horisontal luftkanal 15, som på fasadens innside strekker seg over alle tre fasadeflater 21-23, hvorved det er anordnet forbindelsesrør 25 for passasjen gjennom de hule støtter 2 og 3. Som det vil fremgå av fig. 3 omfatter hver luftkanal 15 en avtagbar vegg 24 og i sitt indre et rør 11 med langsgående ribber 26, som er anordnet i stjerneform rundt røret. Luftkanalen 15 har en sliss 16, som forløper i kanalens lengderetning, parallelt med fasadeflaten, og som har dyseform. Gjennom denne sliss 16 passerer luft, som tilføres gjennom lufttilførselskanalen 14, og som strømmer under varmeovergang langs røret 11 og ribbene 26. Ved slutten av fasadeflaten 23 er røret 11, via en forbindelsesledning med en ventil 12 koplet til nedre del av den hule støtte 1, som er adskilt fra øvre del av støtten 1 med en skillevegg 13. Via de tverrgående dragere 6 og 7, samt via de hule støtter 2 og 3 og de tverrgående dragere 5 og 4 er det opprettet en forbindelse med tilbakeløpet 18. Det vann som tilføres gjennom tilløpet 10, for oppvarming eller avkjøling av den luft som tilføres kanalen 14 via lufttilførselskanalen 14, strømmer i røret 11 og via termostatventilen 12 i den hule støtten 1, og. kommer derfra via de tverrgående dragere 4-7 og de hule støttene 2 og 3 til tilbakeløpet 18. Luften trer ut av slissen 16 og stryker i det vesentlige oppad langs glassrutene 27 og ledes bort gjennom en bortledningskanal 31 ved taket, som vist i fig. 2. Samtidig er, nedenfor luftkanalen 15 ved værelsets gulv og på innsiden av brystningsplaten 29, den hule drageren 9 i fasadeflaten 21 anordnet som luftbortledningskanal, som vist i fig. 1. Nedre, hule dragere 9 er i den side som vender mot værelset og forløper parallelt med fasaden forsynt med en langsgående sliss 30, gjennom hvilken luft ledes inn i luftbortledningskanalen 9, som ut-gjøres av den hule drager 9, og derfra ledes luften til luft-bortledningsledningen 19. De'enkelte ledninger 19 koples til

en samleledning, som leder til en innretning, hvor det skjer varmeovergang mellom den bortledede luft <p>g utenfra tilført

.frisk luft. På lignende måte er tilløpene 10 og tilbake-løpene 18 samt luf ttilf ørselsk-arialene 14 koplet til samle led-

Som vist i' fig. 5-7 er de-,hule' støtter (i det viste-utføre!ses-eksemplet den hule støtte 2) på. d.e . vecjger 'som forløper ..lodd-,. ■ rett på fasaden forsynt med ribber 401 hvilke' ér-tiJordnét'.!'.

slisser 17 i luftkanalen 15. Slissene 17' forløper.loddrett på glassrutene 27 og er anordnet sl ik at den luft som blåses

ut av slissene strømmer langs ribbene .4 0=og dermed forbedrer varmeovergangen fra den hule .'støtte 2- -til" omgivelsene_-•■'■ „.,. r;,

Ytterligere en forstørrelse av overflaten oppnås ved den ..ut-førelsesform som er vist i fig. 6, hvor ribbene'40 sitter på. mellomvegger 41, som forløper parallelt med veggene ^or den .1' hule støtte og via støtter 43 er varmelederrde f.or bundet, med disse. Ved den utf ørelsesf orm som er vist i fig. 6., utmUnner slissene 17 i rommet mellom den hule støttes' vegg og méllom-veggen 41. I hver mellomvegg 41 er det anordnet åpninger 42,

som også kan være anordnet forskutt.i høyden, og gjennom hvilke luften blåses utad og forbedrer varmeovergangen på'de utenforliggende ribber 4 0..

Ved den utførelsesform som er vist i fig. 7 er ribbene 4 0 vendt innand i retning av den. hule støtte 2, i motsetning til hva som er tilfelle ved fig. 6. Mellomveggen 41 er altså glatt ut-vendig.

Ved den i fig. 4 viste utførelsesform er det anordnet en termostatventil 12, som er montert i forbindelsesledningen mellom røret 11 og den hule støtte 1 under skilleveggen 13.

Arbeidsmåten til anordningen, skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av eksempler som henfører seg til den ut-førelsesform av et fasadefelt som er vist i fig. 1.

Eksempel 1: Oppvarming

Det benyttes isoleringsruter med en varmegjennomgangs/motstand på 0,172 m^h °C/koal. Varmeflaten som dannes av de hule støtter og dragere har en overflate på 2,64 m 2. Den varmeover-førende flate på ribberøret utgjør 3,8 m 2. Gjennom luftkanalen tilføres luft i en mengdestrøm på 630 m 3/h. Temperaturen utenfor værelset er -6,8°C. Det varme vann som under disse forhold tilføres ribberøret gjennom tilløpet har en temperatur på 54°C. Det varme vannet (150 l/h) forlater ribberøret med en temperatur på 40°C. Det varme vannet vil med denne temperatur tre inn i rammen som dannes av hule støtter og hule dragere, og vil ved utløpet fra rammen, ved tilbakeløpet, ha en temperatur på 28°C. Temperaturen i de hule støtter vil i strøm-ningsretningen avta fra 38°C til 3 5°C. Luften tilføres luftkanalen med en temperatur på mellom 29,2 Og 23,1°C. I værelset opprettes en temperatur på 19,5°C. Temperaturen på glassoverf laten på værelsessiden er 17°C. På utsiden er glassoverf la-.... tens temperatur 5,7°C. Av disse datta kan det utregnes at den varme som tilføres værelset gjennom ribberøret bare er litt større enn den varmemengde som avgis av de hule støtter og hule dargere.

Eksempel 2: Avkjøling

Også her er det brukt termopanruter som i eksempel 1 og med samme varmegjennomgangs-motstand. Den kjøleflate som dannes av de hule støtter og dragere utgjør 2,64 m 2. Den luftmengde som tilføres værelset gjennom luftkanalen ligger på 300 m^/h. Temperaturen utenfor er 44,3°C. Hvis kjølevannet, som strømmer i en mengde på 164 l/h, har en tilløpstemperatur på 14,4°C, forlater det ribberørene med en temperatur på 15,3°C for å tre inn i rammen som dannes av de hule støtter og dragere. Tibake-løpstemperaturen, når rammen forlates, er 18,2°C. De hule støtters overflatetemperatur forandres mot tilbakeløpet fra 16,6°C til 17,6°C. Det oppnås en værelsestemperatur på 25,5°C, hvorved temperaturen av glassflaten på værelsessiden er 29,7°C. Det gjennomføres en kuldeavgivning utad på 68 kcal/h samt en kjøleeffekt på. værelsessiden på 407 kcal/h. Varmegjennomgangs-tallet for støtte og brystning beregnes til 17,4 kcal/m^h°C.

Claims (16)

1. Anordning, for temperering av utenforliggende rom til en bygning med en fasade, bestående av et fagverk av hule støtter og hule dragere, til hvilke fasadeelementene er anordnet i alt vesentlig fri for varmebroer, og hvorav deler i hvert rom er strømningsmessig forbundet med hverandre for å. lede en varmetransportvæske mellom et fremløp og et tilbakeløp, og som omfatter i det minste et likeledes med væske gjennomstrømmet og med varmeoverføringsribber forsynt gjennomstrømningsrør (11) i hvert rom, som er omgitt av en lufttilførselskanal, som utstrekker seg på tvers mellom de hule støttene, og som er tilsluttet en lufttransportanordning, hvilken lufttilførselskanal viser i det minste en luftutløpsåpning, som er rettet mot et rom, som oppviser i det minste en luftavløpsåpning, karakterisert ved at de strømningsmessig med hverandre forbundne deler til de hule støttene (1, 2, 3) og de hule dragerne (4, 5, 6, 7) alle er tilsluttet tilbakeløpet (18) som et langsomt reagerende grunnbelastnings-system for romvarmetil-førselen eller romvarmebortledningen, og at gjennomstrømnings-røret (11), som oppviser langsgående ribber (26), forbinder til-løpet (10) med grunnbelastnings-systemet for derved å avstedkomme et hurtig reaqerende reguleringssystem for romvarmetilførselen eller romvarmebortledningen, hvilket system omfatter en i væske-kretsløpet i rommet anordnet termostatventil (12).

2. An<p>rdninq ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningen for luftbortledningen er en sliss (30) i den vega som vender mot værelset og forløper parallelt med fasaden av en luftbortledninnskanal (9), som er anordnet ved værelsets gulv, i anlegg mot fasaden og nedenfor luftkanalen (15).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at slissen (30) er en langsgående sliss i luftbortledningskanalen (9), som dannes av en hul drager.

4. Anordning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at luftbortledningskanalen (9) med slissen (30) er anordnet i tillegg til en luftbortledning (31) som er beligg-ende mot taksiden.

5. Anordning ifølge ett av de foregående krav, : k a r a k - t é r i s e r t ved ribber (40), som er varmeledende (43) anordnet i det minste på de i forhold til fasaden loddrette veggene til de hule støttene (2), hvorved hver av ribbene er tildelt en i forhold til fasaden loddrett sliss (17) i brystnings-hul-drageren som danner luftkanalen.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at ribbene (40) forløper parallelt med fasaden.

7. Anordning ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at det er anordnet en mellomvegg (41), som bærer ribbene (40) og forløper perpendikulært på fasaden på avstand fra den hule støttevéggen, hvorved slissen .(17), som for-løper perpendikulært på fasaden, i luftkanalen (15) ligger innen-, for denne avstand.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at den varmeledende forbindelse (43, 40) mellom mellomveggen (41) og den hule støttevéggen består av ribber.

9. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den termostatstyrte ventilen (12) er anordnet i den vanngjennomstrømmende forbindelsesledning mellom røret (11), som er forsynt med langsgående ribber, og de hule støtter (1-3) .

10. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at fasaden for hver etasje er oppdelt i identiske funksjonsfelter, som'hver omfatter et fastlagt antall hulstøtteavsnitt (1 til 3, 1') med mellomliggende fasadeflater (21-23), en felles luftkanal (15) med en tilknytning til luft-tilførselskanalen (14), en felles luftbortledningskanal (9) på gulvsiden og et gjennomgående rør (11) med langsgående ribber (26) med hvilket hulstøtteavsnittene er koplet slik via den termostatstyrte ventil (12) at i det vesentlige alle hule støtter (1-3) gjennomstrømmes til tilbakeløpet (18) via de hule dragere (4-7) .

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at hvert funksjonsfelt består av minst tre ved siden av hverandre liggende fasadeflater (21-23), hvorved første fasadeflate (21) begrenses av en øvre blinddrager )8), en nedre hul-drager (9), som danner luftbortledningskanalen, et hulstøtteav-snitt (l<1>) for foranliggende funksjonsfelt samt et tilhørende hulstøtteavsnitt (3), at lufttilførselskanalen (14) og tilløpet (10) er koplet til luftkanalen (15), som forløper i brystnings-høyde hhv. til røret (11) med de langsgående ribber (26) i området for første fasadeflate (21), og at luftbortledningskanalen (19) er tilknyttet på gulvsiden, at siste hule støtte (1) for siste fasadeflate (23) er koplet til tilbakeløpet (18) på taksiden, at det mellom tilbakeløpet (18) og tilkoplingen til den termostatstyret ventil (12) er anordnet en skillevegg (13) iden siste hule støtte (1) og at de øvrige hule dragere (4-7) og hule støtter (1, 2, 3) er forbundet med hverandre.

^2 Fremgangsmåte for temperering av utenforliggende rom i en bygning med anordningen som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at vannet tilføres rørene i luftkanalene med en slik temperatur for oppvarming av værelsene at temperaturen i de hule støtter ligger noe, men tilstrekkelig, over den øsnkede værelsestemperatur og at temperaturen i ribberørene sikrer hurtig oppvarming av luften, mens luften tilføres luftkanalene med en temperatur som ligger under den ønskede værelsestemperatur.

13. Fremgangsmåte for temperering av utenforliggende rom i en bygning med anordningen som angitt i ett av kravene 1-11, karakterisert ved at det for lufting av værelsene tilføres luft med en temperatur som svarer til den ønskede værelsestemperatur eller er noe lavere enn denne, mens vannsirkulasjonen blir avbrutt eller vannet i alt vesentlig sirkuleres ved romtemperatur.

14. Fremgangsmåte for temperering av utenforliggende rom i en bygning med anordningen som angitt i ett av kravene 1-11, karakterisert ved at vannet tilføres rørene i luftkanalene med en slik temperatur til kjøling av værelsene at temperaturen i de hule støtter ligger noe, men tilstrekkelig under den øsnkede værelsestemperatur, og at temperaturen i.ribberørene sikrer hurtig avkjøling av luften, mens luften tilføres med en temperatur som ved forventede forstyrrelser av værelsestemperaturen ligger ovenfor den ønskede værelsestemperatur og for stadig avkjøling i konstant varme strøk likeledes ligger under værelsestemperatur.

15. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 12. - 14, karakterisert ved at lufthastigheteni hver luftkanal holdes mellokm 4 til 6 m/s. -

16. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 12 15, karakterisert ved at den luft som ledes.bort fra værelsene benyttes til forvarming eller foravkjøling av den luft som føres til værelsene.