PL211420B1 - Sposób i instalacja ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych, zwłaszcza kościołów.

W obiektach sakralnych stosowane są róż ne systemy ogrzewania, w tym ogrzewanie jest stosowane w miejscowościach posiadających sieć zasilaną z elektrociepłowni lub ciepłowni, a z braku sieci jest stosowane ogrzewanie z lokalnych kotłowni przynależnych do zespołu budynków mieszkalnych i przykościelnych, natomiast w małych wiejskich miejscowościach najczęściej kościoły nie są ogrzewane w okresie zimowym niezależnie od temperatury zewnętrznej i wewnętrznej panującej w koś ciele. W instalacji grzewczej je ż eli taka istnieje w koś ciele stosowane jest ogrzewanie za pomocą grzejników wodnych, parowych, powietrznych i elektrycznych zainstalowanych na bocznych ścianach lub pod posadzką, a także pod podłogami ławek, przy czym wymagane jest utrzymywanie temperatury 10-15°C w okresie zimowym. Z uwagi na znaczne wysokości kościołów grzanie boczne lub podłogowe nie zapewnia utrzymywania wymaganej temperatury w dolnej części kościoła, ponieważ poprzez konwencję ciepła powietrze gromadzi się pod sufitem lub kopułą kościoła. Na podstawie dokonanych pomiarów w wielu kościołach ustalono, że pomimo intensywnego ogrzewania grzejnikami bocznymi lub podłogowymi temperatura na wysokości 1,5-2 m wynosiła 5-7°C, zaś w górnej części pod sufitem lub kopułą 30-40°C, natomiast w kościołach bez żadnego ogrzewania przy temperaturze zewnętrznej poniżej minus 10°C i po godzinie przebywania wiernych temperatura wewnątrz na poziomie 0-2 m wynosiła 3-5°C a pod kopułą 12-20°C.

W okresie letnim problemem w obiektach sakralnych, zwłaszcza w kościołach jest wysoka temperatura znacznie powyżej 25°C, zwłaszcza w upalne dni lata i po zapełnieniu kościoła wiernymi. Wymiana powietrza następuje przy stosowaniu wentylacji naturalnej poprzez otwarte drzwi i okna jest jednak mało skuteczna, ponieważ nagrzane powietrze jest także na zewnątrz kościoła.

Sposób ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych, zwłaszcza kościołów charakteryzuje się tym, że w okresie zimowym stosuje się instalację poprzez którą pobiera się cieplejsze powietrze z górnych przestrzeni pod kopułą lub pod sufitem w obiektach sakralnych zwłaszcza w kościołach. Zasysane powietrze podgrzewa się w nagrzewnicach elektrycznych, a następnie za pomocą wentylatora przetłacza się do poziomych kanałów rozprowadzających podgrzane powietrze, usytuowanych tuż nad posadzką wzdłuż ścian kościoła i prowadzi się regulację podgrzewania powietrza do wymaganej temperatury poprzez sygnały wejściowe do programowalnego sterownika uruchamiającego odpowiednie sygnały wyjściowe, które powodują załączenie odpowiedniego stopnia nagrzewnic elektrycznych przynależnych do instalacji grzewczej. Obniżenie temperatury wewnątrz kościoła w okresie letnim, zwłaszcza w dni upalne realizuje się przy wykorzystaniu częściowo instalacji grzewczej, do której jest dołączona dodatkowa instalacja prowadzona po ścianach na zewnątrz kościoła poprzez którą pobiera się chłodne powietrze nad ranem i tłoczy się do poziomych kanałów rozprowadzających chłodne powietrze tuż nad posadzką wzdłuż ścian wewnątrz kościoła.

Instalacja ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych, zwłaszcza kościołów charakteryzuje się tym, że zawiera przewody zainstalowane pionowo przy ścianach i pod sklepieniem wewnątrz kościoła zakończone w górnej części ssawkami a w dolnej części końce tych przewodów są połączone z poziomo prowadzonymi przy posadzce kanałami rozprowadzającymi podgrzane powietrze oraz zawiera przewody zainstalowane przy ścianach, ale po zewnętrznej stronie tych ścian, które w dolnej części są zakończone ssawkami chłodnego powietrza, zaś w górnej części wewnątrz kościoła są połączone z wentylatorami tł oczą cymi chł odne powietrze do kanał ów wyłączonych z ogrzewania. W przewody zainstalowane wewnątrz kościoła są włączone filtry zasysanego powietrza z górnych przestrzeni, klapy regulacyjne z siłownikami, wentylatory oraz nagrzewnice elektryczne, z których podgrzane powietrze jest tłoczone do poziomych kanałów umieszczonych wzdłuż ścian, bezpośrednio nad posadzką. Kanały te zawierają równomiernie rozmieszczone kształtki nawiewne z przynależnymi klapami regulacyjnymi uruchamiane siłownikami, przy czym kształtki są zakończone kratkami wentylacyjnymi wyrównującymi prędkości wypływu powietrza podgrzanego w nagrzewnicach. Nagrzewnice są wyposażone w kilka stopni włączanych automatycznie przez programowalny sterownik umieszczony w szafie sterowniczej do którego są przekazywane sygnały wejściowe pochodzące od termometrów do zdalnego przekazywania sygnałów wejściowych oraz sygnał czasowy pochodzący od zegara, który włącza wentylatory i nagrzewnice według ustalonego programu dobowego. Sygnały wyjściowe z programowalnego sterownika sterują poprzez siłowniki stopień otwarcia klap regulacyjnych przy poziomych kanałach rozprowadzających podgrzane powietrze oraz sterują siłownikami klap regulacyjnych zainstalowanych

PL 211 420 B1 przy wentylatorach a także sterują załączeniem odpowiedniej grupy grzałek przynależnych do nagrzewnic elektrycznych.

System ogrzewania obiektów sakralnych, zwłaszcza kościołów wykorzystuje ciepłe powietrze gromadzące się w górnych przestrzeniach pod kopułą lub sufitem i które po podgrzaniu o kilka stopni w obiektach ogrzewanych i o kilkanaście w nie ogrzewanych jest przetłaczane tuż nad posadzką. Przy wykorzystaniu nieczynnej w okresie letnim instalacji grzewczej połączonej z dodatkową instalacją wentylacyjną prowadzoną pionowo na zewnątrz kościoła przetłacza się nad ranem chłodne powietrze pobierane z przestrzeni tuż nad gruntem na zewnątrz kościoła. Zastosowane ogrzewanie i wentylacja stanowią rozwiązania skuteczne i ekonomicznie optymalne.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest dokładniej objaśniony za pomocą rysunku, na którym jest przedstawiony schemat instalacji ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych.

Sposób ogrzewania według wynalazku stosuje się w obiektach sakralnych, zwłaszcza w kościołach w których jest stosowane ogrzewanie a także nie posiadających żadnego ogrzewania. W obiektach tych wykorzystuje się ciepłe powietrze gromadzące się w górnych przestrzeniach pod kopułą lub sufitem, przy czym w obiektach ogrzewanych temperatura powietrza pod kopułą kształtuje się w granicach 28 - 40°C a w nie ogrzewanych od 12°C - 20°C. Powietrze zasysane z górnych przestrzeni jest poprzez przewody 2, 3 i 2a, 3a przetłaczane wentylatorami 12, 13 do kanałów 16, 17 usytuowanych tuż nad posadzką wzdłuż ścian kościoła po uprzednim wyregulowaniu dopływu poprzez klapy regulacyjne, oczyszczeniu przetłaczanego powietrza w zespołach filtracyjnych 7, 8 i podgrzaniu w nagrzewnicach elektrycznych 14, 15 o regulowanym podgrzewie, zaś regulację podgrzewu powietrza do wymaganej temperatury realizuje się poprzez sygnały od termometrów 25 wprowadzanych jako sygnały wejściowe do programowalnego sterownika S uruchamiające odpowiednie sygnały wyjściowe, które powodują załączenie odpowiedniego stopnia nagrzewnic 14, 15. Obniżenie temperatury wewnątrz kościoła w okresie letnim, zwłaszcza w dni upalne realizuje się poprzez zastosowanie dodatkowych przewodów 4, 5 włączonych w istniejącą instalację grzewczą nieczynną w okresie letnim. Poprzez dodatkowe przewody 4, 5 zainstalowane na zewnątrz kościoła jest zasysane chłodne powietrze nad ranem i przetłaczane wentylatorami 12, 13 do kanałów 16, 17 usytuowanych tuż nad posadzką wzdłuż ścian kościoła wykorzystywanych w okresie grzewczym do rozprowadzania powietrza poprzez kształtki wywiewne.

Instalacja ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych zawiera przewody 2, 3 i 2a, 3a prowadzone pionowo przy ścianach 1a, 1b wewnątrz kościoła 1 i przewody 4, 5 prowadzone przy ścianach 1a, 1b na zewnątrz kościoła. Poprzez przewody 2, 3 jest zasysane cieplejsze powietrze z górnych przestrzeni spod kopuły lub sufitu kościoła do podgrzewania w okresie zimowym, natomiast poprzez przewody 4, 5 jest zasysane chłodne powietrze do obniżenia temperatury wewnątrz kościoła w okresie letnim, zwłaszcza w upalne dni letnie. Przewody 2, 3 są w górnej części zakończone ssawkami 6, 7 poprzez które jest zasysane cieplejsze powietrze z górnych przestrzeni i po oczyszczeniu w zespołach filtrów 8 i 9 oraz wyregulowaniu przepływu poprzez klapy regulacyjne 10, 11 uruchamiane siłownikami 10a, 11a a po podgrzaniu w nagrzewnicach elektrycznych 14, 15 podgrzane powietrze jest przetłaczane wentylatorami 12, 13 poprzez przewody 2a, 3a do poziomych kanałów 16, 17 umieszczonych wzdłuż ścian 1a, 1b bezpośrednio nad posadzką 1c. Nagrzewnice elektryczne 14, 15 są wyposażone w kilka stopni grzałek włączanych automatycznie przez programowalny sterownik S umieszczony w szafie sterowniczej 18. Poziome kanały 16, 17 zawierają liczne, równomiernie rozmieszczone kształtki nawiewne 19, 20, w których są osadzone klapy regulacyjne 21, 22 dopływu powietrza, uruchamiane siłownikami 21a, 22a. Dopływ powietrza jest regulowany ręcznie lub automatycznie za pomocą siłowników 21a, 22a uruchamianych przez programowalny sterownik S w szafie sterowniczej 18. Kształtki nawiewne 19, 20 są zakończone kratkami wentylacyjnymi wyrównującymi prędkość wypływu podgrzanego powietrza w nagrzewnicach 14, 15. Kanały poziome 16, 17 oraz kształtki nawiewne 19, 20 wraz z klapami regulacyjnymi 21,22 i przynależnymi siłownikami 21a, 22a do tych klap są osłonięte obudowami drewnianymi 23, 24 zawierającymi ażurowe ścianki boczne do przepływu ogrzanego powietrza, zaś górne wzmocnione ścianki stanowią dodatkowe ławki boczne. W wyznaczonych punktach wewnątrz kościoła na wysokości od h1 do h2 to jest od 0,5 do 2,0 m są umieszczone termometry 25, które przekazują zdalny sygnał We1 - We4 o wartości temperatury do programowalnego sterownika S w szafie 18 przy automatycznej regulacji stopnia otwarcia klap regulacyjnych 21, 22. Na okres letni zostaje wyłączona instalacja grzewcza poprzez zamknięcie klap regulacyjnych 10, 11 i wyłączenie nagrzewnic 14, 15, natomiast zostaje uruchomiona wentylacja nawiewna przy całkowitym otwarciu klap regulacyjnych 4a, 5a oraz klap 21, 22. Wentylatory 12, 13 zasysają zimne powietrze poprzez

PL 211 420 B1 ssawki 4b, 5b przewody 4, 5, i tłoczą przewodami 2a, 3a do poziomych kanałów 16, 17 i kształtek nawiewnych 19, 20. Programowalny sterownik S posiada We1 - We4 sygnałów wejściowych pochodzących od termometrów 25 oraz posiada jeden sygnał czasowy We5 pochodzący od zegara 26, który włącza wentylatory 12, 13 i nagrzewnice 14, 15 według ustalonego programu dobowego. Programowalny sterownik S posiada zespół sygnałów wyjściowych Wy1 - Wy8, które sterują za pomocą siłowników 21a, 22a stopień otwarcia klap regulacyjnych 21, 22 oraz zespół sygnałów Wy1 - Wy2 sterujących załączeniem odpowiedniej grupy grzałek elektrycznych nagrzewnic 14, 15 w zależności od średniej wartości temperatury wskazywanej przez termometry 25. Programowalny sterownik S posiada również dwa sygnały wyjściowe Wy3 i Wy4, które sterują siłownikami klap regulacyjnych 10, 11. Programowalny sterownik S określa średnią wartość temperatury mierzoną termometrami 25 w zależności od jej wartości załącza odpowiednią ilość grzałek w nagrzewnicach 14, 15, a po ustabilizowaniu się temperatury w obiekcie analizuje nowe wskazania temperatury i koryguje ilość załączonych grzałek w nagrzewnicach 14, 15.

Claims (3)

1. Sposób ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych, zwłaszcza kościołów, znamienny tym, że w okresie zimowym stosuje się instalację poprzez którą pobiera się powietrze z górnych przestrzeni pod kopułą lub pod sufitem w obiektach sakralnych zwłaszcza w kościołach, które podgrzewa się w nagrzewnicach elektrycznych (14), (15) a następnie za pomocą wentylatorów (12), (13) przetłacza się do poziomych kanałów (16), (17) rozprowadzających podgrzane powietrze, usytuowanych tuż nad posadzką wzdłuż ścian kościoła i prowadzi się regulację podgrzewania powietrza do wymaganej temperatury poprzez sygnały od czujników temperatury wprowadzanych jako sygnały wejściowe do programowalnego sterownika (S) uruchamiającego odpowiednie sygnały wyjściowe, które powodują załączenie odpowiedniego stopnia nagrzewnic elektrycznych (14), (15), natomiast obniżenie temperatury wewnątrz kościoła w okresie letnim, zwłaszcza w dni upalne realizuje się przy wykonaniu dodatkowej instalacji połączonej z nieczynną instalacją grzewczą w okresie letnim i poprzez połączone instalacje tłoczy się chłodne powietrze pobierane nad ranem przy ścianach na zewnątrz kościoła i przy gruncie, które tłoczy się do poziomych kanałów (16), (17) rozprowadzających chłodne powietrze tuż nad posadzką wzdłuż ścian wewnątrz kościoła.

2. Instalacja ogrzewania i wentylacji obiektów sakralnych, znamienna tym, że zawiera przewody (2) i (3) zainstalowane przy ścianach (1a) i (1b) i pod sklepieniem wewnątrz kościoła (1) zakończone w górnej części ssawkami (6), (7) a w dolnej części końce tych przewodów są połączone z kanałami (16), (17) oraz przewody (4), (5) zainstalowane przy ścianach (1a) i (1b) po stronie zewnętrznej kościoła (1), które w dolnej części są zakończone ssawkami (4b), (5b), zaś w górnej części wewnątrz kościoła są połączone z wentylatorami (12), (13), tłoczącymi chłodne powietrze do kanałów (16), (17), przy czym w przewody (2) i (3) w okresie ogrzewania są włączone filtry (7) i (8), klapy regulacyjne (10) i (11), wentylatory (12) i (13), nagrzewnice elektryczne (14), (15), z których podgrzane powietrze jest tłoczone do poziomych kanałów (16), (17) umieszczonych wzdłuż ścian (1a), (1b) bezpośrednio nad posadzką (1c), zawierające równomiernie rozmieszczone kształtki nawiewne (19), (20) z przynależnymi klapami regulacyjnymi (21), (22) uruchamiane siłownikami (21a), (22a), przy czym kształtki nawiewne są zakończone kratkami wentylacyjnymi wyrównującymi prędkości wypływu podgrzanego powietrza w nagrzewnicach (14), (15).

3. Instalacja według zastrz. 2, znamienna tym, że nagrzewnice (14), (15) są wyposażone w kilka stopni grzałek włączanych automatycznie przez programowalny sterownik (S) umieszczony w szafie sterowniczej (18) do którego są przekazywane sygnały wejściowe (We1) - (We4) pochodzące od termometrów (25) do zdalnego przekazywania sygnałów wejściowych oraz jeden sygnał czasowy (We5) pochodzący od zegara (26), który włącza wentylatory (12), (13) i nagrzewnice (14), (15) według ustalonego programu dobowego, natomiast sygnały wyjściowe (Wy1) - (Wy2) sterują za pomocą siłowników (21a), (22a) stopień otwarcia klap regulacyjnych (21), (22), zaś sygnały (Wy1) - (Wy2) sterują załączeniem odpowiedniej grupy grzałek nagrzewnic elektrycznych (14), (15) w zależności od średniej wartości temperatury wskazywanej przez termometry (25), natomiast sygnały wyjściowe (Wy3) i (Wy4) sterują siłownikami klap (10), (11).