NO894751L

NO894751L - HEATING AND VENTILATION SYSTEMS.

Info

Publication number: NO894751L
Application number: NO89894751A
Authority: NO
Inventors: Ove Charles Voelstad
Original assignee: Ove Charles Voelstad
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1991-05-30
Also published as: NO894751D0

Abstract

Et romoppvarmings- og -ventilasjonsanlegg omfatter minst ett friskluftinntak (5) som er tilordnet minst én innendørs varmekilde (7). For å komme frem til et ytterst enkelt lyd-løst anlegg av denne art med ubetydelig kanalføring og ■ naturlig luftstrømning, er friskluftinntaket (5) via en kanal gjennom yttervegg (1) tilkoplet varmekilden via en underliggende luftfordelingsboks (6).uftfordelingsboksen (6) er beregnet til å plasseres i den nedre del, for eksempel umiddelbart over gulvnivå, i det rom (3) som skal varmes opp og ventileres. Anlegget er forsynt med en justerbar klaff-/ spjeldinnretning (8) for å kunne épne eller stenge for frisklufttilførselen til varmekilden henholdsvis muliggjøre variasjon av den tilført friskluftmengde til varmekilden.Denne klaff-/spjeldinnretning (8) som fortrinnsvis omfatter flere individuelt innstillbare (épningsbare/stengbare). spjeldseksjoner, er med fordel anordnet i luftfordelingsboksen (6) i umiddelbar tilknytning til varmekildens (7) luftinntak.A room heating and ventilation system comprises at least one fresh air intake (5) which is assigned to at least one indoor heat source (7). In order to arrive at an extremely simple soundless system of this kind with negligible ducting and ■ natural air flow, the fresh air intake (5) is connected via a duct through the outer wall (1) to the heat source via an underlying air distribution box (6). The air distribution box (6) is intended to be placed in the lower part, for example immediately above floor level, in the room (3) to be heated and ventilated. The system is provided with an adjustable flap / damper device (8) in order to be able to open or close the fresh air supply to the heat source or enable variation of the amount of fresh air supplied to the heat source. This flap / damper device (8) which preferably comprises several individually adjustable closable). damper sections, are advantageously arranged in the air distribution box (6) in immediate connection with the air intake of the heat source (7).

Description

Denne oppfinnelse vedrører et oppvarmings- og ventilasjonsanlegg for rom eller grupper av rom som skal varmes opp og ventileres. This invention relates to a heating and ventilation system for rooms or groups of rooms that are to be heated and ventilated.

Oppvarming og ventilasjon av for eksempel oppholdsrom blir i dag iverksatt i henhold til en rekke ulike prinsipper, blant annet under anvendelse av forvarmet friskluft som ved hjelp av vifter tvangsstyres gjennom et ventilasjonssystem, for deretter å bli tilført det enkelte rom eller eventuelt grup-pe av rom som krever oppvarming og ventilasjon. Heating and ventilation of, for example, living spaces is today carried out according to a number of different principles, including the use of preheated fresh air which is forced through a ventilation system by means of fans, and then supplied to the individual room or possibly group of rooms that require heating and ventilation.

I mindre hus er de anvendte systemer for oppvarming og ventilasjon av forholdsvis enklere utførelse, hvor aggregater omfattende varmegjenvinnere av såkalt platetype er vanlig forekommende. Aggregater med varmegjenvinnere av kammertype blir brukt i mindre utstrekning, mens varmegjenvinnere av batteritype blir benyttet av og til. Det blir også i en viss grad benyttet mekaniske avtrekksinnretninger, det vil si hvor luft blir trukket inn i rommet via ventiler i vindu og/ eller vegg, for så å trekkes gjennom huset, og ved tvangsstyring suget ut i det fri igjen. In smaller houses, the systems used for heating and ventilation are of a relatively simpler design, where aggregates comprising heat recuperators of the so-called plate type are commonly found. Units with chamber-type heat recuperators are used to a lesser extent, while battery-type heat recuperators are used occasionally. Mechanical exhaust devices are also used to a certain extent, that is, where air is drawn into the room via valves in the window and/or wall, then drawn through the house, and by forced control sucked out into the open air again.

I større bygg er oppvarmings- og ventilasjonsanleggene i regelen mer avanserte samt basert på ulike teknikker, såsom elektronikk, automatikk og mekanikk. I aggregatene inngår In larger buildings, the heating and ventilation systems are generally more advanced and based on various techniques, such as electronics, automation and mechanics. Included in the aggregates

som oftest såkalte roterende varmegjenvinnere.most often so-called rotating heat recuperators.

Ved de ovenfor omtalte oppvarmings- og ventilasjonsanlegg, er den anvendte teknikk basert på såkalt balansert ventilasjon, det vil si at den luftmengde som blir blåst inn i bygget svarer til den som blir trukket ut av bygget. In the heating and ventilation systems mentioned above, the technique used is based on so-called balanced ventilation, that is to say that the amount of air that is blown into the building corresponds to that which is drawn out of the building.

Det knytter seg en rekke ulemper til tradisjonelle oppvarmings- og ventilasjonsanlegg. Hittil kjente løsninger er for kostbare og konstruktivt kompliserte, krever betydelige pro-sjekteringsarbeider og resulterer ofte i lange kanalstrekk, arbeidskrevende montasje samt vanskelig innstilling og kali-brering av ferdig installerte anlegg. Kjente aggregater krever omfattende vedlikehold som ofte blir forsømt, og unødig stort varmetap ved enkelte aggregater fører til alt-for lav virkningsgrad. There are a number of disadvantages associated with traditional heating and ventilation systems. Previously known solutions are too expensive and structurally complicated, require considerable projecting work and often result in long duct runs, labor-intensive assembly as well as difficult setting and calibration of fully installed systems. Known aggregates require extensive maintenance which is often neglected, and unnecessarily large heat loss in some aggregates leads to an all-too-low degree of efficiency.

Tvangsstyring av luften medfører en rekke problemer. For å bringe luften dit man ønsker og med den hastighet som er nødvendig for å oppnå den ønskede oppvarmings-/ventila-sjonsgrad, må man ofte transportere luften i kanaler av ulike dimensjoner. Luften må da settes i bevegelse, og for dette formål anvendes vifter, både for selve lufttransporten og for å kompensere for det trykkfall som oppstår. Denne luftbevegelse resulterer ved samtlige moderne ventilasjonsanlegg i en mer eller mindre utpreget støyavgivelse. Forced control of the air entails a number of problems. In order to bring the air where you want it and at the speed necessary to achieve the desired degree of heating/ventilation, you often have to transport the air in ducts of different dimensions. The air must then be set in motion, and for this purpose fans are used, both for the air transport itself and to compensate for the pressure drop that occurs. This air movement results in all modern ventilation systems in a more or less pronounced noise emission.

En annen mangel ved eksisterende oppvarmings- og ventilasjonsanlegg er aggregatenes lave virkningsgrad. Ved plate-varmevekslere som er vanligst forekommende i småhus, er virkningsgraden kun 50-60%. Dette innebærer at man taper 40-50% av varmeenergien i den luftmengde som strømmer igjen-nom huset. Dette varmetap kommer i tillegg til det natur-lige varmetransmisjonstap som oppstår gjennom yttervegger, vinduer, dører, tak og gulv. Another shortcoming of existing heating and ventilation systems is the units' low efficiency. In the case of plate heat exchangers, which are most commonly found in single-family houses, the efficiency is only 50-60%. This means that you lose 40-50% of the heat energy in the amount of air that flows through the house. This heat loss is in addition to the natural heat transmission loss that occurs through external walls, windows, doors, roofs and floors.

Ytterligere ulemper har sitt opphav i den måte luften blir tilført til rommene på. Lufttilførselen til rommene skjer etter to hovedprinsipper, nemlig ved omrøringsventilasjon og diffus innblåsing. Ved omrøringsventilasjon som represen-terer den vanligste form for ventilasjon i denne sammenheng, blir luft med stor hastighet blåst inn i rommet fra ventil i tak, eventuelt fra høytsittende ventil i vegg. Den tilførte friskluft blir da, forutsatt korrekt innstilling av ventilasjonsanlegget, blandet med den luft som fra før fantes i rommet. Further disadvantages have their origin in the way in which the air is supplied to the rooms. The air supply to the rooms takes place according to two main principles, namely by stirring ventilation and diffuse blowing. With stirring ventilation, which represents the most common form of ventilation in this context, air is blown into the room at high speed from a valve in the ceiling, possibly from a high-seated valve in the wall. The supplied fresh air is then, provided the ventilation system is correctly set, mixed with the air that was previously present in the room.

Denne såkalte luftomrøring blir ofte oppfattet som ubehage-lig trekk av mennesker som oppholder seg i rommet. For å redusere disse trekkplager, har man derfor i større utstrekning begynt å ta i bruk diffus innblåsing, som innebærer at luften i stedet for blir tilført rommet via store ventilflater, som tildeler luften en lavere utgangshastighet. Disse store ventilflater er alltid anordnet i den nederste sone av rommet. This so-called air stirring is often perceived as an unpleasant feature by people staying in the room. In order to reduce these draughts, people have therefore begun to use diffuse blowing to a greater extent, which means that the air is instead supplied to the room via large valve surfaces, which assign the air a lower exit velocity. These large valve surfaces are always arranged in the lower zone of the room.

Et annet alvorlig problem som man er blitt klar over i den senere tid, er at tradisjonelle ventilasjonsanlegg indi-rekte utgjør en ikke ubetydelig helserisiko. Dette skyldes at det lett samler seg støv og andre forurensende partikler i de kanaler hvori luften tilføres. Slike støvansamlinger kan skrive seg fra byggetiden, men kan også utvikle seg under regulær drift. Støv og lignende forurensende partikler i ventilasjonsanleggets kanaler gir lett grobunn for virus og bakterier og forårsaker symptomer såsom såre øyne, inntørke-de slimhinner i nese, munn og svelg, hodepine samt hyppige og uforklarlige tretthetssymptomer og lignende sykdomstegn. Another serious problem that has become aware of in recent times is that traditional ventilation systems indirectly pose a significant health risk. This is because dust and other polluting particles easily accumulate in the ducts into which the air is supplied. Such dust accumulations can occur from the time of construction, but can also develop during regular operation. Dust and similar polluting particles in the ducts of the ventilation system provide an easy breeding ground for viruses and bacteria and cause symptoms such as sore eyes, dried mucous membranes in the nose, mouth and throat, headaches as well as frequent and inexplicable symptoms of fatigue and similar signs of illness.

Ved et alternativt, sjeldent forekommende oppvarmings- og ventilasjonsanlegg blir det benyttet såkalte omformerenhet-er. Ved disse tvangsstyres friskluft via vifter inn i et oppvarmingsbatteri, hvorfra luften blåses ut i det rom som skal varmes opp og ventileres. Ved dette kjente ventilasjonssystem elimineres riktignok flere av de ulemper som det er gjort- rede for i det foregående, men systemet oppviser et så betydelig støynivå at det bare kan settes inn rent unn-taksvis . In the case of an alternative, rarely occurring heating and ventilation system, so-called converter units are used. With these, fresh air is forced via fans into a heating coil, from which the air is blown out into the room to be heated and ventilated. With this known ventilation system, it is true that several of the disadvantages that have been accounted for in the foregoing are eliminated, but the system exhibits such a significant noise level that it can only be used in exceptional cases.

Formålet med foreliggende oppfinnelse har vært å eliminere eller ihvertfall i betydelig omfang redusere begrensninger, mangler og ulemper ved den foran omtalte kjente teknikk, samtidig som man ved enkle og billige midler har tatt sikte på å oppnå den samme komfort henholdsvis bibeholde fordelene med korrekt innstilte avanserte oppvarmings- og ventilasjonsanlegg. Ved oppvarmings- og ventilasjonsanlegget ifølge oppfinnelsen skal forholdene likeledes være lagt til rette for individuell gradert innstilling av tilført varmemengde/ luftmengde på en særs enkel måte. The purpose of the present invention has been to eliminate or at least to a significant extent reduce the limitations, shortcomings and disadvantages of the above-mentioned known technique, while at the same time by simple and cheap means aiming to achieve the same comfort or to retain the advantages of correctly adjusted advanced heating and ventilation systems. In the case of the heating and ventilation system according to the invention, the conditions must also be arranged for individual graded setting of supplied heat quantity/air quantity in a particularly simple way.

Konstruktivt og driftsmessig skal anlegget ifølge oppfinnelsen være enkelt og pålitelig, og slik at det lett kan in-stalleres i såvel nybygg som eksisterende hus og bygninger. Det er lagt vekt på lydløshet/meget lavt støynivå under drift, samtidig som vedlikehold tilsiktes eliminert. Pro-sjekteringsarbeid skal unngås henholdsvis betydelig redu-seres, det vil si ingen individuell prosjektering for småhus henholdsvis sterkt minimert prosjektering ved større bygg. Constructively and operationally, the system according to the invention must be simple and reliable, and so that it can be easily installed in new buildings as well as existing houses and buildings. Emphasis has been placed on silence/very low noise level during operation, while maintenance is intended to be eliminated. Planning work must be avoided or significantly reduced, that is, no individual planning for single-family houses or greatly minimized planning for larger buildings.

Et anlegg ifølge oppfinnelsen er velegnet for de aller fleste kombinerte oppvarmings- og ventilasjonsformål, og an-vendelsesområdet er følgelig ganske vidstrakt. A plant according to the invention is suitable for the vast majority of combined heating and ventilation purposes, and the area of application is consequently quite extensive.

Ovennevnte formål er ifølge oppfinnelsen realisert gjennom de trekk som er angitt som karakteristiske i etterfølgende patentkrav. According to the invention, the above-mentioned purpose is realized through the features which are indicated as characteristic in subsequent patent claims.

Et eksempel på en foretrukket utførelsesform er skjematisk illustrert på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et vertikalt tverrsnitt gjennom et oppvarmings- og ventilasjonsanlegg ifølge oppfinnelsen i installert posisjon i tilknytning til en yttervegg, som likeledes er vist i snitt; Fig. 2 er et perspektivisk delriss av samme anlegg og viser varmekilden med luftfordelingsboks og reguleringsinnretning, mens selve friskluftinntaket er skjult bak luftfordelingsboksen. An example of a preferred embodiment is schematically illustrated in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a vertical cross-section through a heating and ventilation system according to the invention in the installed position adjacent to an outer wall, which is also shown in section; Fig. 2 is a partial perspective view of the same plant and shows the heat source with air distribution box and control device, while the fresh air intake itself is hidden behind the air distribution box.

I fig. 1 betegner henvisningstallet 1 en yttervegg som i prinsippet kan være av en hvilken som helst utførelse. Nær golvet 2 i det rom 3 som skal varmes opp og ventileres, er det i ytterveggen 1 utformet en gjennomgående utsparing for en kort luftkanal 4 som inngår i foreliggende oppvarmings-og ventilasjonsanlegg. In fig. 1, the reference number 1 denotes an outer wall which can in principle be of any design. Near the floor 2 in the room 3 that is to be heated and ventilated, a continuous recess is formed in the outer wall 1 for a short air duct 4 which forms part of the present heating and ventilation system.

Luftkanalen 4 som strekker seg gjennom ytterveggen 1, går ved sin ytre (utendørs) ende over i et rørbendformet frisk-luf tinntak 5 med nedadrettet munning og ved sin indre (in-nendørs) ende i en luftfordelingsboks 6, som ifølge fig. 2 har en betydelig større lengde enn bredde- og høydedimen-s j on. The air duct 4, which extends through the outer wall 1, passes at its outer (outdoor) end into a bend-shaped fresh air intake 5 with a downward-facing mouth and at its inner (indoor) end into an air distribution box 6, which according to fig. 2 has a significantly greater length than the width and height dimensions.

Anleggets varmekilde består ifølge utførelseseksemplet av en vanlig elektrisk varmegjennomstrømningsovn 7, som via en innstillingsinnretning 8 som eksempelvis omfatter svingbare klaffer eller spjeld, er sluttet til luftfordelingsboksen 6. Den elektriske varmegjennomstrømningsovn 7 blir under rom-oppvarming benyttet uten vifte, selv om det i ovnen i prinsippet kan være montert en vifte for eventuelt å kunne blåse ut kald luft om sommeren. Denne varmegjennomstrømningsovn kan erstattes av en annen hensiktsmessig varmekilde, for eksempel en varmtvannsradiator, en varmepumpe og så videre. According to the design example, the plant's heat source consists of an ordinary electric heat flow furnace 7, which is connected to the air distribution box 6 via a setting device 8, which for example includes swingable flaps or dampers. The electric heat flow furnace 7 is used during space heating without a fan, even though the furnace in in principle, a fan can be fitted to possibly blow out cold air in the summer. This heat flow furnace can be replaced by another suitable heat source, for example a hot water radiator, a heat pump and so on.

Pilene i fig. 1 angir friskluftens strømningsretninger.The arrows in fig. 1 indicates the fresh air flow directions.

Ved hjelp av klaff-/spjeldinnretningen 8 er det mulig å stenge/åpne frisklufttilførselen helt eller delvis. With the help of the flap/damper device 8, it is possible to close/open the fresh air supply completely or partially.

I friskluftinntaket 5 som utgjør en friskluftventil med stormkappe, vil det være montert finmasket netting (ikke vist) for å hindre at mus og insekter trenger inn i venti-lasjons sys ternet . In the fresh air intake 5, which forms a fresh air valve with a storm hood, fine mesh netting (not shown) will be fitted to prevent mice and insects from penetrating the ventilation system.

I luftfordelingsboksen 6 kan det med fordel være montert et allergifilter 9 hvis plassering ikke er kritisk. I stedet for som vist å være anordnet i tilknytning til klaff-/ spjeldinnretningen 8, kan dette allergifilter 9 være anordnet i forbindelse med friskluftinntaket 5. In the air distribution box 6, an allergy filter 9 can advantageously be fitted if its location is not critical. Instead of, as shown, being arranged in connection with the flap/damper device 8, this allergy filter 9 can be arranged in connection with the fresh air intake 5.

Det fremgår av fig. 2 at klaff-/spjeldinnretningen 8 er opp-delt i flere, for eksempel ni, seksjoner 8a, 8b og så videre. Hver spjeldseksjon 8a, 8b etc. er innrettet til å kunne åpne/stenge uavhengig av hverandre. Det er således også mulig å åpne samtlige klaff-/spjeldseksjoner eller å la alle være stengt. Den i fig. 2 viste elektriske varmegjen-nomstrømningsovn 7 kan effektreguleres, for eksempel ved innstilling av effekt via termostat eller, slik som vist i fig. 2, via effekttrinn 10. It appears from fig. 2 that the flap/damper device 8 is divided into several, for example nine, sections 8a, 8b and so on. Each damper section 8a, 8b etc. is arranged to be able to open/close independently of each other. It is thus also possible to open all flap/damper sections or to leave them all closed. The one in fig. 2, the electric heat through-flow oven 7 can be power regulated, for example by setting the power via a thermostat or, as shown in fig. 2, via power level 10.

Det viste oppvarmings- og ventilasjonsanlegg fungerer på følgende måte: Anlegget forutsettes installert for eksempel som illustrert i fig. 1, hvor det skal tjene til miljøregulering av et oppholdsrom 3. En forutsetning for at anlegget skal virke etter hensikten, er at den elektriske varmegjennomstrømningsovn 7 blir tilført en elektrisk minimumseffekt i størrelsesorden 50 - 100 W. Klaff- eller spjeldinnretningen 8 innstilles i helt eller delvis åpen posisjon, hvorved uteluft via inn-taket 5 og kanalen 4 blir tilført luftfordelingsboksen 6. Etter a ha passert allergifilteret 9, kommer friskluften inn i varmegjennomstrømningsovnen 7 hvor den blir varmet opp for via oppadrettede luftstrømmer forårsaket av mer eller mindre effektforbruk, å bli tilført rommet 3 som forvarmet friskluft. Ved å endre varmegjennomstrømningsovnens 7 elektriske effekt, kan man oppnå en regulering av den forvarmede frisk-luf tmengde som tilføres rommet. Den tilførte oppvarmede friskluft blir nå automatisk (i henhold til naturlovene) pumpet inn i rommet/rommene, og fordeler seg ved konveksjon i det eller de rom/grupper av rom som står i forbindelse med oppvarmings- og ventilasjonsanlegget. Det vil til enhver tid bli opprettet et visst overtrykk inne i huset, slik at brukt luft fortrenges og unnslipper gjennom ventiler i bad, vaske-rom, toalett og kjøkken. Evakueringen av brukt luft kan i de fleste tilfeller skje uten bruk av mekaniske avtrekksanord-ninger. The heating and ventilation system shown works in the following way: The system is assumed to be installed, for example, as illustrated in fig. 1, where it will serve for environmental regulation of a living space 3. A prerequisite for the system to work as intended is that the electric heat flow oven 7 is supplied with a minimum electric power of the order of 50 - 100 W. The flap or damper device 8 is set to full or partially open position, whereby outside air via the intake 5 and the duct 4 is supplied to the air distribution box 6. After passing the allergy filter 9, the fresh air enters the heat flow oven 7 where it is heated up via upward air currents caused by more or less power consumption, to become supplied to room 3 as preheated fresh air. By changing the heat flow furnace's 7 electrical output, regulation of the preheated fresh air quantity supplied to the room can be achieved. The supplied heated fresh air is now automatically (in accordance with the laws of nature) pumped into the room(s), and is distributed by convection in the room(s)/groups of rooms that are connected to the heating and ventilation system. A certain excess pressure will be created inside the house at all times, so that used air is displaced and escapes through valves in the bathroom, laundry room, toilet and kitchen. The evacuation of used air can in most cases take place without the use of mechanical extraction devices.

For individuell regulering av tilført friskluftmengde per tidsenhet, og for samtidig å bibeholde oppvarmingen, kan man etter ønske stenge én eller flere av klaff-/spjeldseksjon-ene 8a, 8b etc. På denne enkle måte oppnår man et innstil-lings- og justeringsspektrum som vil tilfredsstille de for-skjelligste krav til kombinert oppvarming og ventilasjon. For individual regulation of the amount of fresh air supplied per time unit, and to simultaneously maintain heating, one or more of the flap/damper sections 8a, 8b etc. can be closed as desired. In this simple way, a setting and adjustment spectrum is achieved which will satisfy the most diverse requirements for combined heating and ventilation.

Ved en alternativ utførelsesform for oppfinnelsen, kan manIn an alternative embodiment of the invention, one can

i stedet for å hente friskluften direkte i det fri, benytte en utendørs nedgravd kanal hvori uteluft ledes til anleggets inntak 5. Det er på denne måte mulig å oppnå en utendørs oppvarming av friskluften til en temperatur på mellom 5 og 7 plussgrader C når den kommer inn i luftfordelingsboksen 6, nesten uavhengig av utendørs temperaturforhold. Herunder instead of collecting the fresh air directly in the open air, use an outdoor buried channel in which outside air is led to the plant's intake 5. In this way, it is possible to achieve an outdoor heating of the fresh air to a temperature of between 5 and 7 plus degrees C when it arrives into the air distribution box 6, almost regardless of outside temperature conditions. Below

virker jordvarmen som et naturlig forvarmingsbatteri. En slik løsning er særlig aktuell i utsatte strøk med meget lave utetemperaturer vinterstid. the geothermal heat acts as a natural pre-heating battery. Such a solution is particularly relevant in exposed areas with very low outside temperatures in winter.

Claims

1. Installation for heating and ventilation of rooms (3) or groups of rooms, comprising at least one fresh air intake (5) which is assigned to at least one indoor heat source (7), characterized in that the fresh air intake (5) via a channel (4) through the outer wall (1) the heat source (7) is connected via an underlying air distribution box (6) which is located in the lower area of the room (3), for example immediately above floor level (2), and that the system is equipped with an adjustable flap/damper device (8) which preferably comprises several individually adjustable damper sections (8a, 8b etc.), to enable regulation of the amount of fresh air supplied to the heat source (7).

2. Installation according to claim 1, characterized in that the outdoor fresh air intake (5) has a downward-facing mouth.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the installation is provided with at least one allergy filter (9) between the fresh air intake and the heat source.

4. Installation according to one or more of the preceding requirements, characterized in that the fresh air intake/ -the intakes (5) can be connected to an outdoor buried pipe whose other end then forms the actual fresh air intake.

5. Installation according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heat source is in the form of an electric heat flow oven (7) without a fan or with an independently switchable fan.