NO20200734A1 - Ventilasjonsanordning med individuelt styrt tilluft - Google Patents

Description

Ventilasjonsanordning med individuelt styrt tilluft

Foreliggende oppfinnelse omhandler ventilasjonssystemer med avkjølt tilluft, spesielt i tilknytning til kontorbygninger og industrielle bygninger. Mer konkret angår foreliggende oppfinnelse en tilluftsanordning i tilknytning til slike ventilasjonsanlegg som muliggjør individuelt styrt tilluft i samsvar med ingressen til patentkrav 1.

Bakgrunn

I kontorlandskap og industrielle lokaler er det ofte behov for å skifte ut luft og styre temperaturen for å opprettholde et behagelig, sunt og produktivt miljø.

For formålet har det i årtider vært etablert ventilasjonssystemer med eller uten temperaturstyring, men stadig oftere med slik styring, da temperaturen på varme sommerdager kan gi temperaturer og luftfuktighet som det ikke er behagelig å oppholde seg i og hvor utførelse av produktivt arbeid er vanskelig.

Det kan imidlertid være ulike utfordringer med å få slike systemer til å fungere godt under varierende forhold, siden behovet for ny tilført luft kan variere betydelig og fordi kjølebehovet kan variere tilsvarende. Ikke minst er det en utfordring i varmt klima å sørge for et godt arbeidsmiljø uten å forbruke uforholdsmessig mye energi.

Slike tilluftssystemer er typisk i hovedsak anbragt i tilknytning til indre tak og i hovedsak skjult over himling, med tilførselspunkter for luften fra kjølebafler som typisk har en rist som ligger i flukt med himlingen. Kjølebaflene tilfører ny frisk luft som er temperert, men trekker også med seg luft som allerede befinner seg i lokalet forbi en kjølesløyfe, slik at det oppnås en ekstra kjøleeffekt av dette som kommer i tillegg til den friske luften som innføres.

For at kjølevirkningen skal bli godt fordelt i rommet, er det ansett som viktig at hastigheten som luften forlater kjøleren med ikke er for lav, men spres godt under taket før luften synker ned. Kjente systemer for tilførsel av kjølt tilluft inneholder godt fungerende, automatisk regulering av luftmengde og temperatur. Slike systemer er blant annet kjent fra WO 2015/156720 A1.

Blant andre publikasjoner innen fagområdet kan nevnes US patent nr.4259898, US patent nr.

3 631788 og EP 3117155 A4.

På spesielt varme dager trekker de kjente systemer for kjøling av lokalene store energimengder og det kunne være ønskelig om mulig å finne løsninger som reduserer energiforbruket uten å gå på bekostning av velværet hos de ansatte.

Formål

Det er således et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ventilasjonsanordning for kontorbygg og industrielle bygg hvor energi kan spares uten at det reduserer komforten og dermed konsentrasjonsevnen hos de ansatte.

Foreliggende oppfinnelse

Det ovenfor nevnte formål er oppnådd ved ventilasjonsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse som definert i patentkrav 1.

Det er blitt funnet at en viss grad av opplevd luftbevegelse fører til at en noe høyere generell temperatur i rommet blir ansett som akseptabel, men det varierer fra person til person hvor mye bevegelse av luften som er akseptabel. Når man kan utnytte denne kunnskapen, er det mulig å spare energi på varme dager ved å kjøle rommet noe mindre enn man vanligvis gjør. Denne erkjennelsen ligger til grunn som et element av foreliggende oppfinnelse.

Som det fremgår, er det foreliggende systemet basert på et VAV (Variable Air Volume) system uten bruk av kjølebafler og som derfor i utgangspunktet er enklere, og hvor det tillates en generelt høyere romtemperatur mot at den enkelte bruker selv kan regulere raten av tilluft lokalt til det nivå som oppleves som behagelig. Tilluften er moderat undertemperert i forhold til luften i rommet, f.eks. omtrent 5 °C lavere. Luftstrømmen vil således ikke oppleves som kald, og det er opp til den enkelte bruker om luftstrømmen skal være så stor at den er tydelig merkbar eller bare så vidt merkbar.

Ved den enkelte arbeidsplass er det således plassert et terminalutløp for kjøleluft som personen som arbeider der kan innstille selv etter eget ønske.

I det følgende er det gitt en nærmere beskrivelse av oppfinnelsen i form av utførelseseksempler med henvisning til vedlagte figurer.

Figur 1 viser skjematisk en takmontert ventilasjonsanordning ifølge foreliggende oppfinnelse sett nedenfra.

Figurene 2a-2f viser en detalj av ventilasjonsanordningen fra figur 1 i ulike stillinger.

Figur 1 viser en tilluftsledning 11 for friskluft til et plenumskammer 12 med VAV regulering, forsynt med et utløp 12b for luft til det aktuelle rommet i hvilket plenumskammeret er plassert. Plenumskammeret er typisk plassert i hovedsak over himlingen under det aktuelle taket med utløpet 12b i flukt med himlingen og i en tilpasset åpning i denne. Plenumskammeret vil typisk være av den type som er vist, det vil si et enkelt VAV regulert plenumskammer uten vannbåren kjøling.

Plenumskammeret ifølge foreliggende oppfinnelse har imidlertid én eller flere sekundære, sideveis utløpsåpninger 13 med tilkoblede rør eller slanger 14 som hver leder til et viftehus 15 og nedstrøms av viftehuset en ny slange 16 frem til en terminalboks 17 med terminalutløp 18. I figur 1 er det vist fire slike utløpsåpninger 13, slanger 14, viftehus 15, nedstrøms slanger 16, og terminalbokser 17 med terminalutløp 18.

Hver terminalboks 17 med terminalutløp 18 er typisk anordnet ved taket og gjerne som en integrert del av en takhimling. Selve dysen har innvendig typisk form av en sylinder, slik at luften fra denne i utgangspunktet er tilnærmet laminær og sylinderformet. Til systemet hører en regulator for viften i hvert viftehus 15, slik at viftehastigheten og dermed tilførselsraten av luft til hvert terminalutløp 18 kan styres individuelt. Hvert terminalutløp 18 er typisk anordnet over en arbeidsplass, det være seg en kontorpult eller en hvilken som helst annen arbeidsplass hvor en person oppholder seg under arbeid. Den enkelte person kan derved selv innstille lufttilførselen gjennom det terminalutløp som er plassert over vedkommendes arbeidsplass gjennom å endre viftehastigheten på viften i det respektive viftehus 15. Fortrinnsvis kan denne reguleringen skje trådløst gjennom særskiltfjernstyringsenhet eller ved hjelp av app på en smarttelefon.

Den opplevde bevegelsen i luften, selv om den er beskjeden, eller nettopp fordi den er beskjeden, innebærer at personen som arbeider der, vil akseptere som behagelig en høyere temperatur enn vedkommende ville gjort i stillestående luft. Dette er testet på en rekke personer og funnet å vise seg korrekt. Hvis for eksempel den generelle temperaturen i rommet er 27 °C og tilluften 22 °C, vil luften som når vedkommende person ha en temperatur mellom disse to, for eksempel en temperatur på omtrent 25 °C. Selv om vedkommende vil oppleve en temperatur på 25 °C stillestående luft som litt ubehagelig varm, og en temperatur på 27 °C som klart ubehagelig varm, kan luften på 25 °C i moderat bevegelse, oppleves som helt akseptabel. Dermed kan man spare en god del energi på de varme dagene ved å tillate en basis romtemperatur som er minst tre til fire grader varmere enn hva som ellers ville være tilfelle.

Automatikken (VAV) på ventilasjonssystemet stilles inn på ønsket temperatur og andre ønskelige parametere. I utgangspunktet vil økt pådrag på viftene i viftehus 15 føre til økt volumstrømrate av luft gjennom terminalutløpene 18 og dermed litt redusert volumstrømrate direkte til rommet fra plenumskammeret 12, med mindre systemet er programmert til å kompensere for dette, slik at volumstrømraten fra plenumskammeret er uavhengig av den samlede volumstrømraten til terminalutløpene. Begge alternativer er mulige innen rammen av foreliggende oppfinnelse, da den hverken forutsetter eller utelukker en slik kompensasjon.

Terminalutløpene 18 har fortrinnsvis retningsjusterbare dyser 22 som typisk er lineært dreibare (tiltbare) frem og tilbake i én retning og dessuten montert i en dreibar ytre krans 21 som gjør at den tiltbare retning kan justeres etter ønske. Luftstrømmen fra terminalutløpene vil spre seg i en svak vifteform fra dyseåpningen ved taket og vil derfor ikke være sterkt konsentrert når den når brukerens hode, riktignok avhengig av høyden dysen er plassert ved som normalt er høyden til himlingen. Den eksakte retningsposisjon for dysen derfor kanskje ikke så vesentlig fra et teknisk synspunkt, men kan likevel spille en rolle rent psykologisk, at brukeren vet at han har muligheten til å endre retningen etter ønske og behov, samt i henhold til eventuell endret arbeidsposisjon.

Ved anvendelse av et ventilasjonssystem ifølge foreliggende oppfinnelse, er det ikke et poeng at de ansatte skal sitte i en luftstrøm som er vesentlig kaldere enn omgivelsene generelt, men at de skal oppleve at det er en liten bevegelse av luften rundt dem. I praksis vil det være en kombinert virkning av litt lavere temperatur enn i rommet generelt og litt bevegelse av luften, Virkningen av dette er ikke bare psykologisk, det er erkjent at litt bevegelse i luften bedre transporter vekk fuktighet som tenderer til å danne seg på huden, og fortrinnsvis så tidlig at huden aldri oppleves som fuktig eller klam.

Figur 2a viser et terminalutløp 18 på en hvilken som helst terminalboks 17. Terminalutløpet 18 omfatter en ytre dreibar krans 21 og en dyse 22 med hovedsakelig sylindrisk indre form, som i den viste utførelse er dreibar frem og tilbake om et midtpunkt. I figur 2a er dysen 22 orientert i midtstillingen, slik at den ved takmontering vil peke rett nedover.

I figur 2b er dysen 22 forskjøvet til en side (mot kl 12 på en imaginær urskive), slik at den vil være skråstilt og ikke loddrett ved en takmontering. For å tydeliggjøre prinsippet er forskyvningen vist i figur 2b overdrevet. I praksis vil det som regel være tilstrekkelig med en frihet til forskyvning på noen få grader, for eksempel 10 til 15 grader vekk fra loddrett stilling.

I figur 2c er dysen forskjøvet i motsatt retning i forhold til posisjonen vist i figur 2b. Fra posisjonen vist i figur 2b til posisjonen vist i figur 2c kan bevegelsen av dysen betraktes som en pendelbevegelse. I alle figurene 2a-2c er den ytre, dreibare kransen vist i én og samme posisjon.

I figur 2d er stillingen til dysen 22 den samme som i figur 2c, men den ytre kransen er dreid ca.45 grader medurs (sett nedenfra) slik at retningen peker mot kl 7:30 på en imaginær urskive.

I figur 2e er fortsatt stillingen til dysen uforandret fra figurene 2c og 2d, men den ytre kransen er dreid ytterligere ca.45 grader, med den følge at dysen peker mot kl 9 på den omtalte imaginære urskiven.

Endelig, som vist i figur 2f, er stillingen av den ytre kransen 21 uendret fra figur 2e, mens dysen 22 er forskjøvet over til motsatt side og vender mot kl 3.

Samlet viser illustrasjonene av figurene 2a til 2f at en énakset forskyvbarhet (pendelbevegelse) av dysen 22 og en dreibarhet på 90 grader eller mer av kransen 21 som dysen 22 er montert i, muliggjør at dysen 22 kan dreies vekk fra loddlinjen i en hvilken som helst retning.

Claims (10)

Patentkrav

1. Ventilasjonsanordning med takmontert plenumskammer (12) for tilførsel av avkjølt luft med en volumstrømrate og ved en temperatur som er automatisk bestemt i avhengighet av gitte måleparametere, karakterisert ved at minst ett plenumskammer (12) har minst ett sekundæruttak (13) for tilluft, som via et viftehus (15) ledes til en terminalboks (17) med et terminalutløp (18) for individuell regulering av tilluftsraten fra det aktuelle terminalutløp (18), idet viften i viftehuset (15) er innrettet til å bli individuelt styrt.

2. Ventilasjonsanordning i samsvar med patentkrav 1, idet volumstrørate og temperatur på tilluften er bestemt av måleparametere som minst omfatter en av innetemperatur og utetemperatur.

3. Ventilasjonsanordning i samsvar med patentkrav 1 eller 2, idet så vel viftehus (15) som terminalboks (17) er takmontert.

4. Ventilasjonsanordning i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 -3, idet terminalutløpet (18) omfatter en dyse (22) med sylindrisk indre form.

5. Ventilasjonsanordning i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 -4, idet utløpsdysens diameter er inntil 10 cm, 7 cm, 5 cm.

6. Ventilasjonsanordning anordning i samsvar med patentkrav 4 eller 5, idet dysens (22) stilling er justerbar.

7. Ventilasjonsanordning anordning i samsvar med patentkrav 4 eller 5, idet dysens (22) stilling er justerbar gjennom en énakset forskyvning av selve dysen (22).

8. Ventilasjonsanordning anordning i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 4 -7, idet dysens (22) stilling er justerbar gjennom en rotasjon av en krans (21) som dysen er montert i.

9. Ventilasjonsanordning i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav, idet hastigheten av viften i viftehuset (15) og dermed volumstrømraten fra det tilknyttede terminalutløp (18) er trådløs justerbar.

10. Ventilasjonsanordning i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 4-9, idet dysens (22) retning er trådløs justerbar.