NO773822L - Varmegjenvinningsanlegg. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et varmegjenvinningsanlegg ved ventilasjonssystemer med forsert tilførsel og bortledning av henholdsvis innkommende og avgående luft, inneholdende en innretning til indirekte å varmeveksle den avgående luft med den innkommende luft, samt en innretning til automatisk avisning av varmevekslerinnretningen.

Av hensyn til de høye energipriser legger man ved oppfør-else av nye bygninger stor vekt på å gjøre disse tette og varme-isolere dem godt. Der går dermed temmelig liten energi med til oppvarmning av bygningene, og varmeinnholdet i brukt ventila-sjonsluft utgjør en vesentlig andel av den totale energi som be-høves til oppvarmningsformål. For å oppnå en ventilasjon som krever lite energi, men samtidig er effektiv, har der vært ut-viklet ventilasjonssystemer med forsert tilførsel og bortføring av henholdsvis innkommende og avgående luft og med en varme-veksleranordning til gjenvinning av energi fra den avgående luft ved varmeveksling av denne med innkommende luft. Til tross for anvendelsen av en slik gjenvinning av varme fra den avgående luft innebærer ventilasjonen imidlertid alltid et visst energitap, og det er derfor ønskelig å kunne avpasse ventilasjonen etter de i hvert tilfelle eksisterende behov, f.eks. å kunne opprettholde bare små ventilasjonsluftstrømmer, såkalt spareventilasjon, når vedkommende bygning står tom.

Den avgående luft har ofte et høyt innhold av fuktighet

som ved lave yttertemperaturer og dermed lave temperaturer på innkommende luft er tilbøyelig til å kondensere ut i varmevekslerinnretningen og der t.o.m. danne is. Kraftige isbelegg

på overflaten av kanalene for avgående luft fører til nedsatt virkningsgrad hos varmevekslerinnretningen og til svekket strømning av avgående luft, noe som medfører energitap og for-ringet ventilasjon. For å unngå de ulemper som knytter seg til slik isdannelse/har det vært foreslått å tørke den avgående luft før den ankommer til varmevekslerinnretninger^så snart der fore-ligger risiko for isdannelse, vanligvis ved yttertemperaturer på 0°C eller like under. Derved mister man imidlertid i mange tilfeller ved lave yttertemperaturer altså når der er størst behov for varmegjenvinning fra avgående luft, en vesentlig del av den energi som kan frigjøres ved utkondensering av vanndamp fra avgående luft.

For å gjøre det mulig å gjenvinne varme mer fullstendig fra avgående luft har det tidligere også.vært foreslått i tilfellet av isdannelse i kanalene for avgående luft i varmevekslerinnretningen å avise disse ved å varme opp den tilførte luft i.en forvarmer før den kommer inn i varmevekslerinnretningen^ og å sette denne forvarmer i og ut av funksjon ved hjelp av en trykk-følsom omkobler som avføler trykket over varmevekslerinnretningen på siden for avgående luft og innkobler forvarmeren når dette trykkfall overstiger en gitt verdi. Blant ulemper ved et slikt styresystem kan nevnes at vedkommende trykkfølsomme omkoblerehar liten presisjon og dessuten er kostbare. Videre krever et slikt styresystem at strømningen av avgående luft normalt er konstant, så det ikke kan benyttes i forbindelse med ventilasjonssystemer som f.eks. muliggjør spareventilasjon^og heller ikke tillater etteromstilling av ventilasjonsluftinntak og -uttak etter skjønn og smak i forskjellige deler av vedkommende bygning, da slike omstillinger innvirker på strømningen av avgående luft.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe et nytt, enkelt og billig, men allikevel pålitelig arrangement hvormed de ovenfor omtalte ulemper i det minste i vesentlig grad blir eliminert.

Med sikte på dette går oppfinnelsen ut på at et anlegg

av den innledningsvis angitte art innbefatter organer som arbeider i avhengighet av temperaturen i den fra varmevekslerinnretningen utgående innkommende luft for å aktivere avisningsinnretningen når denne temperatur underskrider en på forhånd be-

stemt første verdi. Herved kan det på enkel måte sikres at avisningsinnretningen bare blir innkoblet når og i den utstrekning der er behov for avisning, og systemet er ufølsomt for variasjoner i strømmene av innkommende og avgående luft, dvs. tillater spareventilasjon og omstilling av ventilasjons-inntak og -uttak i den bygning det er installert i. Den nevnte temperaturverdi blir i hvert særskilt tilfelle valgt slik at avisningsinnretningen trer i funksjon bare når temperaturen av den fra varmevekslerinnretningen utgående innkommende luft er så lav at den tyder på sjenerende isdannelse i varmevekslerinnretningens kanaler for avgående luft. I praksis blir denne temperatur fordelaktig valgt innen området 8 - 12°C og fortrinnsvis innstilt på ca. 10°C. Derved vil fuktigheten i den avgående luft, særlig i den koldere årstid, i stor utstrekning kondensere i kontakt med veggene i varmevekslerinnretningens kanaler for avgående luft og avgi sitt varmeinnhold til den innkommende luft via disse vegger, og der kan foreligge så lave utelufttemperaturer som -12 - -15°C innen temperaturen av den varmevekslede innkommende luft er sunket til den temperatur som er innstilt for aktivering av avisningsinnretningen.

Som avisningsinnretning anvendes med fordel en forvarmer for innkommende luft plassert foran varmevekslerinnretningen og innrettet til å opphetes på elektrisk vei eller f.eks. ved hjelp av varmt vann eller varmluft. For å muliggjøre enkel og pålitelig inn- og utkobling av denne forvarmer innbefatter det nevnte aktiveringsorgan fortrinnsvis en termisk omkobler hvis tempera-turføler omspyles av den fra varmeveksleren utgående innkommende luft, og omkobleren kan da inngå i en manøvreringsstrømkrets til inn- og utkobling av forvarmeren elle^når denne har elektrisk opphetning, direkte i forvarmerens strømforsyningskrets.

For å ta hensyn til slike ekstreme tilfeller hvor effekten av forvarmeren for innkommende luft ikke er tilstrekkelig til alene å avise varmevekslerinnretningen under fortsatt luftinn-strømning, blir der med fordel anordnet organer til å avbryte eller redusere forseringen av den innkommende luft når temperaturen i den fra varmeveksleren utgående innkommende luft underskrider en på forhånd bestemt annen verdi som er lavere enn den nevnte første temperaturverdi. Dermed vil avisningen av varmevekslerinnretningen bli fremmet eller i sin helthet besørget av den forholdsvis varme avgående luft som strømmer gjennom varme vekslerinnretningen på avgangsluftsiden. Den nevnte annen temperatur velges hensiktsmessig slik at den ligger 2 - 5°C under den nevnte første temperatur. Organene til å redusere eller avbryte forseringen av innkommende luft innbefatter hensiktsmessig en termisk omkobler hvis temperaturføler omspyles av den fra varmevekslerinnretningen utgående innkommende luft,

og som inngår i strømforsyningskretsen eller i en manøvrerings-strømkrets for en elektrisk drevet innretning som bevirker den forserte strømning av den innkommende luft.

Som eksempel vil en foretrukken form for et anlegg ifølge oppfinnelsen bli beskrevet i det følgende under henvisning til tegningen, som viser anlegget i perspektivriss og med visse deler brukket bort for at konstruksjonen skal fremgå tydeligere.

Det viste anlegg innbefatter en kasseformet kapsel 10 som fortrinnsvis er forsynt med avtagbart lokk og/eller sidestykke for å tillate adkomst til de inneholdte komponenter. I kapselens endevegger er der anordnet inn- og utløp 11, 12 for avgående luft samt inn- og utløp 13, 14 for innkommende luft. Kapselen 10 er hensiktsmessig varmeisolert for å kunne anbringes i et uopp-varmet rom og inneholder en varmeveksler 15 som er oppbygget av skiftevis plane og korrugerte blikk, hvorav de sistnevnte er plassert slik at bølgeryggene og -dalene i hvert korrugert blikk løper vinkelrett mot rygger og daler i tilgrensende korrugerte blikk. Herved blir der dannet kryssende kanaler 16 og 17 for henholdsvis innkommende og avgående luft. Fra kapselens endevegger til varmeveksleren strekker der seg horisontale vegg-elementer 18, 19 hvorved den avgående og den innkommende luft blir tvunget til under virkningen av vifter 20, 21 å strømme innbyrdes adskilt gjennom varmeveksleren 15 på den måte som er antydet med stiplede piler. 22 og 23 betegner filtre hvor støv etc. blir filtrert fra den innkommende og den avgående luft foran varmeveksleren.

I varmeveksleren 15 blir den forholdsvis varme avgående luft, som via ikke viste ledninger og luftuttak i en bygning ledes til innløpet 11, varmevekslet med den innkommende luft som via ikke viste friskluftinntak og ledninger strømmer til innløpet 13.

Den med den innkommende luft varmevekslede avgående luft går bort gjennom utløpet 12 til atmosfæren via ikke viste ledninger, mens den innkommende luft; etter å være varmet opp av den avgående luft

i varmeveksleren;via ikke viste ledninger og tilførsels-

organer tilføres bygningen. Vann utkondensert fra den avgående luft ved senkningen av dennes temperatur i varmeveksleren passerer nedover i kanalene 17 og ledes ut fra kapselen 10 gjennom et utløp 24.

Til å forhindre vesentlig isdannelse i varmevekslerens kanaler 17 for avgående luft ved lave utetemperaturer tjener en avisningsinnretning 25 som i det viste utførelseseksempel ut-gjøres av en elektrisk oppvarmet varmekveil som ved behov via ledninger 26, 27 får elektrisk strøm tilført fra en ikke vist strømkilde. Kveilen danner forvarmer til oppvarmning av den innkommende luft innen denne når varmeveksleren. Også viftene 20, 21 har elektrisk drift, og strømforsyningsledninger til viften 20 for innkommende luft er antydet ved 28 og 29.

Over luftinntaket til viften for innkommende luft er der plassert temperaturfølere 30, 31 og to termiske omkoblere ellerminimumstermostater som via ledningspar 32 resp. 33 er innkoblet i strømtilførselskretsene for viften 20 resp. forvarmeren 25 for innkommende luft for, når temperaturen av den fra varmeveksleren 15 utgående tilførte luft underskrider visse verdier,

å slutte strømforsyningskretsen til forvarmeren 25 resp. bryte forsyningskretsen til viften for innkommende luft eller inn-stille denne vifte på et lavere omdreiningstall. Omkobleren 31 velges hensiktsmessig slik at den kobler forvarmeren 25 for innkommende luft inn når den nevnte temperatur av denne luft underskrider ca. 10°C, mens omkobleren 30 hensiktsmessig velges slik at den utkobler viften for innkommende luft eller senker dens omdreiningstall når den nevnte temperatur på den innkommnde luft underskrider ca. 8°C. For å forhindre vibrering av om-koblerne kan man hensiktsmessig gi disse en slik iboende treg-het at de bryter strømmen til forvarmeren for innkommende luft resp. slutter strømmen til viften for innkommende luft først etter en viss tid eller ved en temperatur som med en eller noen få grader overstiger den temperatur hvor de bevirker innkobling av forvarmeren resp. utkobling av viften. Herved blir der i de fleste tilfeller sikret fullstendig avisning av varmeveksleren i løpet av bare én innkoblingssyklus for forvarmeromkob-lerén. eller for såvel forvarmeromkobleren. som omkobleren for viften for innkommende luft.

Det beskrevne arrangement er billig og dessuten meget pålitelig, idet det fungerer sikkert uavhengig av variasjoner i strømningen i avgående luft og av variasjoner i denne lufts fuktighetsinnhold, så det kan sikres at forvarmning av innkommende luft i det vesentlige bare skjer når kraftig isdannelse i varmevekslerens kanaler for avgående luft gjør det nødvendig.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det utførelseseksempel som er beskrevet ovenfor og vist på tegningen, idet utførelsen kan modifiseres på vilkårlig måte innen rammen av oppfinnelses-tanken slik den er angitt i patentkravene. Såvel kan de nevnte omkoblere inngå i manøvreringsstrømkretser til inn- og utkobling av avisningsinnretningen resp. til inn- og utkobling av viften

for innkommende luft. eller til endring av dennes omdreiningstall. Videre kan den omkobler som er tilknyttet avisningsinnretningen, være samordnet med et fortrinnsvis innstillbart tids-bestemmende organ eller en maksimumstermostat som bevirker eller tillater innkobling av viften for innkommende luft eller høyning av dennes omdreiningstall først etter at der er forløpet en viss tid fra utkoblingen av viften for innkommende luft eller senkningen av dennes omdreiningstal^ resp. etter at den varmevekslede innkommende luft har nådd en viss temperatur som over-skrider den nevnte annen temperatur. Sluttelig kan man ifølge en alternativ utførelsesform for oppfinnelsen la forskjellige seksjoner av varmeveksleren være forsynt med hver sin avisningsinnretning og la disse være aktiverbare hver for seg ved hjelp av tilhørende aktiveringsorganer som arbeider i avhengighet av temperaturen i den innkommende luft som går ut fra de respektive seksjoner.

Claims (5)

1. Varmegjenvinningsanlegg ved ventilasjonssytemer med forsert tilførsel og bortledning av henholdsvis innkommende og avgående luft, innbefattende en innretning (15) til indirekte å varmeveksle den avgående luft med den innkommende luft, og en innretning 25 til automatisk avisning av varmevekslerinnretningen, karakterisert ved organer 131, 33) som arbeider i avhengighet av temperaturen av den fra varmevekslerinnretningen (15) utgående tilførte luft for å aktivere avisningsinnretningen (25) når denne temperatur underskrider en på forhånd bestemt første verdi.

2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at aktiveringsorganer (31, 33) innbefatter en termisk omkobler hvis temperaturfø ler (31) omspyles av den fra varmevekslerinnretningen (15) utgående tilførte luft, og som inngår i strø mforsyningskretsen (26, 27, 33) for en elektrisk opphetet forvarmer (25) for innkommende luft anordnet foran varmevekslerinnretningen .

3. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at aktiveringsorganene (31, 33) innbefatter en termisk omkobler hvis temperaturfø ler (31) omspyles av den fra varmevekslerinnretningen utgående tilførte luft, og som inngår i en manøvrer.ingsstr.ømkrets for en elektrisk manøvrerbar forvarmer for innkommende luft anordnet foran varmevekslerinnretningen.

4.. Anlegg som angitt i krav 1, 2 elier 3, karakterisert ved organer (30, 32) til å avbryte eller redusere forseringen av innkommende luft når temperaturen i den fra varmevekslerinnretningen (15) utgående tilførte luft underskrider en på forhånd bestemt annen verdi som er lavere enn den nevnte første temperaturverdi.

5. Anlegg som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte organer.(30, 32) til å avbryte eller redusere forseringen av innkommende luft innbefatter en termisk omkobler hvis temperaturfø ler (30) omspyles av den fra varmevekslerinnretningen (15) utgående tilførte luft, og som inngår i strømforsyningskretsen (28, 29, 32) eller en manø vrerings-strømkrets for en elektrisk drevet, innretning (20) som bevirker forsert strømning av innkommende luft.