NO344806B1 - Kjølebaffel. - Google Patents

Description

Kjølebaffel

Foreliggende oppfinnelse omhandler en kjølebaffel 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 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 betydelig.

Såkalte kjølebafler er blitt utstrakt benyttet for slike formål. Dette er kjølere som både tilfører ny frisk luft som er temperert, men som også trekker 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 viktig at hastigheten som luften forlater kjøleren med ikke er for lav, men spres godt under taket før luften synker ned. Hvis denne hastigheten blir for lav, blir kjølevirkningen for stor rett under kjøleren og for liten i rommet for øvrig.

Ulike tiltak er blitt foreslått for å sikre at kjøleluften blir godt fordelt både når raten av tilluft er høy og når den er lav. I EP 2304329 A4 er det beskrevet et eksempel på denne type utstyr.

Imidlertid er det ingen eksisterende systemer som har en fullgod løsning på de nevnte utfordringer.

Fra US patent nr.4508022 er det kjent en tilluftsanordning for tilsvarende formål, omfattende et hus som kobles til en tilluftsledning og omfatter en skillevegg, to strømningsbaner og et utløpsgitter, samt at det i minst én av strømningsbanene er anordnet et innstillbart spjeld. For å kunne holde romluftstrømningen stabil ved variasjon av tilført luft, er skilleveggen plassert hovedsakelig parallelt med utløpsgitteret og oppviser en åpning dom kan lukkes med det nevnte spjeldet. Videre er det i skilleveggen anordnet et antall slisseformede åpninger inn mot utløpsgitteret.

Blant andre publikasjoner innen fagområdet kan nevnes US patent nr.4259898, US patent nr. 3 631788 og EP 3117155 A4.

Formål

Det er således et formal ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en kjølebaffel som gir en fullgod løsning på de nevnte utfordringer når det er behov for lav volumrate av tilluft (også betegnet tilluftsrate) så vel som høy volumrate av tilluft.

Foreliggende oppfinnelse

Det ovenfor nevnte formål er oppnådd gjennom kjølebaffelen ifølge foreliggende oppfinnelse som definert i patentkrav 1.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Ved kjølebaffelen ifølge foreliggende oppfinnelse sikres det at trykket i kjølebaffelen opprettholdes på ønsket nivå uavhengig av om tilluftsraten er høy eller lav, og derved opprettholdes også hastigheten på luftstrømmen ut fra kjølebaffelen på et ønsket nivå slik at det ikke oppstår et lokalt ras av kaldluft under kjøleren når denne opereres med lav tilluftsrate.

Å opprettholde trykket i kjølebaffelens plenum ved et ønsket nivå, kan for eksempel innebære at trykket holdes konstant. Det kan også som et alternativ bety at trykket innenfor et forhåndsdefinert intervall tillates å bli redusert eller økt når raten reduseres eller økes. Poenget er at man med den ekstra motoren, spjeldstyring koblet til den, og en logisk styring av det effektive arealet av utløpsdysene, står helt fritt til å velge trykk i kjølebaffelens plenum uavhengig av volumraten inn til dette (plenet).

Detaljert beskrivelse av utførelsesformer av oppfinnelsen

I det følgende er oppfinnelsen forklar nærmere i orm av ikke begrensende utførelseseksempler som er illustrert i de vedlagte figurer.

Figur 1 er en perspektivskisse av en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 er et endesnitt av en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse.

Figur 3 er en skisse som viser et delvis sidesnitt av en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, men også illustrerer et logisk styringssystem i henhold til oppfinnelsen.

Figur 4 viser et sideriss av en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Figurene 5a-d viser forstørret i et sideriss en detalj av kjølebaffelen ifølge foreliggende oppfinnelse.

Figur 6 viser i perspektiv en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse montert under en himling.

Figur 7 viser i perspektiv en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse montert i en himling.

Figur 1 viser en kjølebaffel 11 med et ytre skrog 12, et innløp 13 til et plenum 14 (vist med stiplet linje). Figuren viser en første motor 15 for styring av et tilluftsspjeld (ikke vist) samt en underside 16 som har en gitterstruktur slik at luft kan passere gjennom. Den generelle konstruksjonen av kjølebaffelen vist i figur 1 er også utformet i samsvar med allerede kjent teknikk på området.

Figur 2 viser et endesnitt av kjølebaffelen vist i figur 1. Her vises skroget 12 og plenet 14 og et innløp 21a og et utløp 21b for kjølevæske samt en kjølesløyfe 22 mellom innløpet 21a og utløpet 21b. Kjølesløyfen 22 har typisk form av rette, parallelle rørseksjoner forbundet med u-formede seksjoner (ikke vist). Rørseksjonene er typisk forsynt med kjøleflenser 23 for å øke deres effektive areal og derved deres evne til å overføre varme.

Pilene merket A viser hvordan tilluft til plenet 14 passerer ut gjennom dyser i dette til begge sider og skrått ut mot sidekantene av kjølebaffelen i hele dens lengde. Den bevegelsen i luften som dette forårsaker i rommet, fører til at luft blir trukket opp mot den sentrale del av kjølebaffelen og opp forbi kjølesløyfen 18, som vist med pilene B, og derved avkjølt, før denne avkjølte romluften blir blandet med luften fra dysene ut av plenet. Denne blandede luften, merket med piler C, forlater så kjølebaffelen i en retning hovedsakelig horisontalt langs takhimlingen. Den kalde luften vil på grunn av større tetthet enn varmere luft sige ned, men siden den forlater kjølebaffelen med en horisontal hastighetskomponent, vil den bli godt fordelt i rommet og ikke kjøle overdrevent rett under kjølebaffelen.

En trykksensor 24 er vist inne i plenet 14. Trykksensoren 24 står i forbindelse med en styringsenhet 26, typisk en PLS (programmerbar logisk styring).

Figur 3 viser et sideriss av øvre del av kjølebaffelen, det vil si den del som i hovedsak omslutter plenet 14. Ved venstre side vises innløpet 13 til denne samt den første motoren 15 som styrer et tilluftsspjeld 17. Ved stort behov for kjøling er spjeldet helt åpent slik at maksimal volumrate av temperert luft slipper inn i plenet 14 og videre ut i rommet derfra. Slik figur 3 viser står den første motor 15 i logisk forbindelse med styringsenheten 26 slik at informasjon fra denne bestemmer tilluftsspjeldets 17 posisjon. Et vesentlig nytt element er vist i det følgende. Til høyre på figur 3 er det vist en andre motor 25 som også står i kontakt med styringsenheten 26 som igjen står i logisk kontakt trykksensoren 24 i plenet. Den andre motoren 25 er slik innrettet at den kan endre utløpsdysenes effektive tverrsnittareal og derved volumraten av luft som slipper ut gjennom disse. Dette påvirker trykket i plenet og derved hastigheten med hvilken luften (vist med piler A i figur 2) slipper ut fra plenet. Styringsenheten 26 kan derved stiles inn (programmeres) slik at den første og den andre motor samarbeider til å gi en ønsket sammenheng mellom det effektive areal i tilluftsspjeldet og det effektive areal av summen av utløpsdyser. Mer konkret kan styringsenheten være programmert til å opprettholde et ønsket trykknivå i kjølebaffelens plenum 14 og derved en ønsket hastighet på luften ut gjennom utløpsdysene. Typisk kan dette innebære at den andre motor til enhver tid regulerer utløpsdysenes effektive størrelse slik at trykket i plenet holdes konstant eller innenfor et gitt trykk område.

Figur 3 viser videre en enhet 27 som kan være en termostat som gir styringsenheten 26 informasjon om temperaturen i rommet og derved om behovet for endring av volumrate av tilluft, som i så fall blir regulert med den første motoren 15. Figur 3 viser også en enhet 28 som kan være en innretning for manuell innstilling av ønsket trykk i plenet. Dette gir mulighet for individuell tilpasning av den enkelte kjølebaffel uten behov for å omprogrammere styringsenheten 26. Det kan for eksempel være behov for en annen innstilling i rom som er vendt mot sør sammenlignet med rom som er vendt mot øst eller nord.

Figur 4 viser litt forstørret et sideriss av kjølebaffelen uten skroget 12, med plenum 14 øverst og kjølesløyfe 18 nederst. Her vises også en rekke utløpsdyser 29 langs nedre del av plenet 14. Videre vises et stavformet type spjeld 30 som styres langs en lineær frem- og tilbakerettet bevegelse av den andre motor 25. Det stavformede spjeld 30 har samme antall åpninger som det er utløpsdyser og med samme innbyrdes avstand. Ved gradvis bevegelse av spjeldet 30 endres utløpsdysene fra å være helt åpne til å bli gradvis mer lukket inntil en minste mulige åpning.

Figur 5a viser et utsnitt av veggen av kjølebaffelens plenum med et antall av syv utløpsdyser 29. Nedenfor er vist stavspjeldet 30 – i ikke montert tilstand - som er innrettet til å bli betjent av den andre motor 25. Stavspjeldet oppviser syv vinduer 31 som er plassert i samme innbyrdes avstand som avstanden mellom utløpsdysene.

I figur 5b vises stavspjeldet montert bak (innenfor) utløpsdysene 29 i «nøytral» stilling, det vil si med helt åpne dyser. I figur 5c er stavspjeldet 30 beveget litt mot venstre og her overlapper ikke vinduene 30 fullt ut utløpsdysene som derfor har fått redusert sin effektive størrelse med et areal vist skravert. I figur 5d er spjeldet 30 beveget ytterligere mot venstre og den effektive åpning av utløpsdysene er her ytterligere redusert. Siden responsen på volumrate av luftstrøm gjennom dysene ikke er proporsjonal med dysearealet, kan det være hensiktsmessig å benytte dyseåpninger som ikke har regulær form, men er avsmalnende.

Figur 6 viser en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse montert under et innertak eller en himling.

Figur 7 viser en kjølebaffel ifølge foreliggende oppfinnelse montert integrert i en himling. Ved denne monteringen kan så vel luft som kjølevann ledes usynlig til kjølebaffelen.

Det genuint nye er ikke at utløpsdysenes effektive areal kan reguleres, men at denne reguleringen er satt i et system ved hjelp av trykkmåling og logisk styring som muliggjør en forutbestemt endring av utløpsdysenes effektive størrelse som respons på en endring av innløpsspjeldets effektive åpning.

Claims (7)

Patentkrav

1. Kjølebaffel (11) for montering i eller under himling omfattende et plenum (14) for tilluft og et i plenet (14) regulerbart tilluftsspjeld (17) styrt av en første motor (15), videre omfattende en kjølesløyfe (22) for sirkulerende fluid på kjølebaffelens underside og et flertall utslippsdyser (29) på kjølebaffelens sidevegger, karakterisert ved at kjølebaffelen omfatter en andre motor (25) innrettet til å regulere utslippsdysenes (29) effektive størrelse og at den andre motor (25) er innrettet til å bli styrt av en reguleringsenhet (26) som mottar signaler fra en trykksensor (24) i kjølebaffelen, på en slik måte at trykket i kjølebaffelen (11) opprettholdes ved et forhåndsdefinert nivå uavhengig av volumraten av tilluft til plenet (14).

2. Kjølebaffel i samsvar med patentkrav 1, idet det den andre motor (25) blir styrt av reguleringsenheten (26) på en slik måte at en innsnevring av tilluftsspjeldet (17) fører til en reduksjon av utslippsdyenes (29) effektive størrelse.

3. Kjølebaffel i samsvar med patentkrav 1 eller 2, idet det den andre motor (25) blir styrt av reguleringsenheten (26) på en slik måte at trykket opprettholdes på et konstant nivå.

4. Kjølebaffel i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav, idet den andre motor (25) styrer den effektive størrelsen på utslippsdysene (29) med et stavformet spjeld (30) på respektive side av kjølebaffelen, hvilket spjeld (30) har én åpning (31) for hver av utslippsdysene.

5. Kjølebaffel i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav, idet også den første motor (15) blir styrt av reguleringsenheten (26).

6. Kjølebaffel i samsvar et hvilket som helst av de foregående patentkrav, idet reguleringsenheten (26) er en PLS.

7. Kjølebaffel i samsvar et hvilket som helst av de foregående patentkrav, idet den andre motor (25) er en lineærmotor.