PL223368B1 - Podwieszana centrala klimatyzacyjna z modułem pompy ciepła przeznaczona, zwłaszcza do klimatyzacji i wentylacji pomieszczeń - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiot wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest podwieszana centrala klimatyzacyjna z modułem pompy ciepła, przeznaczona zwłaszcza do klimatyzacji i wentylacji pomieszczeń w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej i przemysłowej, służbie zdrowia i farmacji oraz w przemyśle spożywczym.

Stan techniki

Znane są konstrukcje central nawiewno-wywiewnych podwieszanych z wymiennikiem krzyżowym zamocowanym poziomo w obudowie centrali. Nawiewane powietrze poddane jest filtracji, następnie schłodzone lub ogrzane przed padaniem do pomieszczenia. Centrale takie zazwyczaj są wyposażone w pompę ciepła, nagrzewnice, przepustnice, wymiennik krzyżowy, wentylatory i sprężarki.

Najczęściej w takich układach strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego krzyżują się.

W zgłoszonym do opatentowania europejskim opisie wynalazku nr EP 2012 0 195 469, data zgłoszenia 04 12 2012, pt. „Urządzenie klimatyzacyjne z nagrzewnicą i pompą ciepła i sposób jego działania”, pokazany na rys. 1, zawiera instalację ogrzewania 10 do przesyłania cieplnego czynnika F, która zawiera nagrzewnice 11 i wymiennik ciepła 12, chłodnice 13 albo obwód ogrzewania podłogowego, gdzie ogrzewanie wymiennika i powietrzny wymiennik ciepła 23 są cieplnie połączone do części budynku 2. Zewnętrzny wymiennik ciepła 22 jest cieplnie połączony do zewnętrznej części budynku 3. Pompa cieplna 20 w klimatyzacji jest wyposażony w człon sterujący 21 połączony z zaworem regulowanym 15, elektroniczny termostat 16, który jest sterowany w obwodzie ogrzewania przez połączenia telekomunikacyjne 30.

Kolejno, w zgłoszonym do opatentowania kanadyjskim opisie wynalazku nr CN 2012 20 569 202, data zgłoszenia 31 10 2012, pt. „Wielokrotna bezpośrednia praca pompy ciepła w systemie klimatyzacyjnym”, pokazanym na rys. 2, na którym przedstawiono instalację, w której część zewnętrzną, zawiera magistralę komputerową, czterodrożny zawór, pierwszy zawór odcinający i pierwszy wymiennik ciepła. Z kolei wewnętrzna instalacja zawiera wentylator, drugi elektroniczny zawór rozprężny, drugi wymiennik ciepła, trzeci elektroniczny zawór rozprężny i trzeci wymienn i k ciepła, czterodrożny zawór z pierwszym połączeniem z magistralą komputerową.

Z kolei, w zgłoszonym do opatentowania kanadyjskim opisie wynalazku nr CN 2013 10 288 483, data zgłoszenia 10 07 2013, pt. „Pompa ciepła do chłodzenia powietrza w instalacji klimatyzacyjnej z niską temperaturą chłodzenia”, pokazanym na rys. 3, zawiera pompę ciepła pracującą w instalacji klimatyzacyjnej z niską temperaturą chłodzenia umieszczoną wewnątrz budynku. Ponadto, instalacja klimatyzacyjna zawiera skraplacz, moduł kontroli prędkości wentylatora, kontrolę pracy wentylatora, w celu kontroli zamiany nawiewu gorącego i zimnego poprzez zawór elektromagnetyczny oraz sterownik prędkości obrotów wentylatora. W opisie występują jednostki wewnętrzne i zewnętrzne urządzenia.

Istota wynalazku

Istotą podwieszanej centrali klimatyzacyjnej jest to, że zawiera moduł sekcji wentylatora, który wyposażony jest w połączenie do kanału wywiewnego powietrza, a na jego wlocie umieszczony jest filtr wstępny powietrza. Do płyty leja wentylatora zamocowany jest wentylator wywiewny, przy czym silnik elektryczny wentylatora wywiewnego zamocowany jest do ramy, która stanowi konstrukcję nośną. W części nawiewnej kolejno do płyty leja zamocowany jest wentylator nawiewny, przy czym silnik elektryczny wentylatora nawiewnego zamocowany jest do ramy, która stanowi konstrukcję nośną. W module sekcji wentylatora, umieszczona jest w torze nawiewnym nagrzewnica powietrza. Z kolei moduł pompy ciepła wyposażony jest w torze wywiewnym w sprężarkę pompy ciepła wyposażoną w przemiennik częstotliwości oraz lamelowy wymiennik pompy ciepła i odkraplacz, a w torze nawiewnym w lamelowy wymiennik pompy ciepła i odkraplacz powietrza. Moduł wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego, wyposażony jest w wymiennik krzyżowo-przedwprądowy, filtr wstępny powietrza nawiewnego oraz kierownice przepływu powietrza. Ponadto, do ścianki modułu wymiennika krzyżowoprzeciwprądowego zamocowane są kanały doprowadzające świeże powietrze i kanały powietrza wywiewanego do atmosfery.

Zaletą podwieszanej centrali klimatyzacyjnej według wynalazku jest to, że w jednej obudowie została zintegrowana kompletna pompa ciepła wyposażona w sprężarkę z przemiennikiem częstotliwości, wysokosprawny wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy oraz sekcje wentylatorów wraz z filtrami powietrza. Taka konfiguracja umożliwia wentylację z podgrzewaniem lub chłodzeniem powietrza doPL 223 368 B1 starczanego do pomieszczeń bez potrzeby stosowania dodatkowego medium w postaci czynnika grzewczego z zewnętrznej kotłowni lub wody lodowej z zewnętrznego generatora chłodu. Ponadto, zaletą tej konfiguracji jest podwójny odzysk energii wpierw realizowany przez pompę ciepła, następnie przez wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy. Centrala podwieszana tej konfiguracji stanowi konstrukcje, w której moduły mają jednakową wysokość i zamocowane są do części sufitowej pomieszczenia.

Objaśnienie figur na rysunku

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok aksonometryczny podwieszonej centrali klimatyzacyjnej z modułem pompy cieplnej od strony modułu sekcji wentylatora.

Przykład wykonania wynalazku

Podwieszana centrala klimatyzacyjna z modułem pompy cieplnej przedstawiona na fig. 1, zawiera moduł wymiennika krzyżowo przeciwprądowego 1, moduł pompy ciepła 2 i moduł sekcji wentylatorów 3. Moduł sekcji wentylatorów 3 wyposażony jest w połączenie do kanału wywiewnego powietrza 4, na wlocie którego umieszczony jest filtr wstępny powietrza 5. Z kolei, do płyty leja wentylatora 6 zamocowany jest wentylator wywiewny 7, przy czym silnik elektryczny 9 wentylatora wywiewnego 7 zamocowany jest do ramy 8. Kolejno, do płyty leja 10 zamocowany jest wentylator nawiewny 11, przy czym silnik elektryczny 13 wentylatora nawiewnego 11 zamocowany jest do ramy 12. Ponadto, w module sekcji wentylatorów 3 umieszczona jest w torze nawiewnym nagrzewnica powietrza 14. Moduł pompy ciepła 2 wyposażony jest w torze wywiewnym w sprężarkę pompy ciepła 19 wyposażoną w przemiennik częstotliwości oraz lamelowy wymiennik pompy ciepła 15 i odkraplacz 16, a w torze nawiewnym w lamelowy wymiennik pompy ciepła 17 i odkraplacz powietrza 18. Sprężarka pompy ciepła wyposażona jest w przemiennik częstotliwości. Moduł wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego 1, wyposażony jest w wymiennik krzyżowo przeciwprądowy 20, gdzie 21, 22, i 24 stanowią kierownice przepływu powietrza oraz filtr wstępny powietrza nawiewnego 23. Wymiennik krzyżowoprzeciwprądowy 20 ma przekrój poprzeczny w kształcie podwójnego trapezu i umieszczony jest równolegle do powierzchni do płyty rewizyjnej. Ponadto, do ścianki modułu 1 zamocowana są kanały doprowadzające świeże powietrze 25 i kanały powietrza wywiewanego do atmosfery 26.

Podwieszana centrala klimatyzacyjna według wynalazku wyposażona jest w kompletną automatykę sterująca zapewniającą:

- niezależną regulację przepływu ilości powietrza dla części nawiewnej i wywiewnej,

- właściwą sekwencję pracy dla trybu grzania i chłodzenia,

- płynną regulacja wydajności sprężarki pompy ciepła za pomocą przemiennika częstotliwości,

- ograniczenie maksymalnej mocy chłodniczej pompy ciepła, w zależności od wydatków nawiewu i wywiewu,

- sterowanie wymiennikami opcjonalnymi,

- zabezpieczenie układu przed zaszronieniem wymienników pompy ciepła oraz wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego,

- utrzymanie zaprogramowanych parametrów powietrza w pomieszczeniu.

W trybie zimowej pracy powietrze wyciągane z pomieszczenia przechodzi przez wlot kanału 4, dalej przez filtr wstępny powietrza wywiewnego 5, następnie trafia na lamelowy wymiennik pompy ciepła 15, na którym oddawana jest część energii, z kolei przechodzi do wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego 20, gdzie po oddaniu reszty energii cieplnej tłoczone jest do atmosfery.

Powietrze zewnętrzne zaciągane z kanału powietrza świeżego 26 przechodzi wpierw przez filtr wstępny powietrza nawiewnego 23, dalej przez wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy 20, gdzie ogrzewa się energią odzyskaną od powietrza wywiewanego, następnie trafia na lamelowy wymiennik pompy ciepła 17, który je podgrzewa, z kolei dalej przez nagrzewnicę 14 oraz sekcje wentylatora 10, 11, 12, 13 trafia do pomieszczenia.

W trybie letnim pracy powietrze wyciągane z pomieszczenia przechodzi przez wlot kanału 4, dalej przez filtr wstępny powietrza wywiewnego 5, następnie trafia na lamelowy wymiennik pompy ciepła 15, gdzie ulega podgrzaniu, kolejno przechodzi do wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego 20, a następnie tłoczone do kanału powietrza wywiewanego do atmosfery 26. Powietrze zewnętrzne z kanału świeżego powietrza 27 przechodzi wpierw przez filtr wstępny powietrza nawiewnego 23, dalej przez przepustnice bypassu wymiennika krzyżowego 20, następnie trafia na lamelowy wymiennik pompy ciepła 17, gdzie ulega schłodzeniu, oraz przez sekcje wentylatora 10, 11, 12, 13 trafia do pomieszczenia. Podczas procesu schłodzenia powietrza przez wymiennik lamelowy pompy ciepła 17 następują wykroplenie nadmiaru wilgoci.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Podwieszana centrala klimatyzacyjna z modułem pompy ciepła, przeznaczona zwłaszcza do klimatyzacji i wentylacji pomieszczeń, znamienna tym, że moduł sekcji wentylatorów (3) wyposażony jest w połączenie do kanału wywiewnego powietrza (4), na wlocie którego umieszczony jest filtr wstępny powietrza (5), z kolei do płyty leja wentylatora (6) zamocowany jest wentylator wywiewny (7), przy czym silnik elektryczny (9) wentylatora wywiewnego (7) zamocowany jest do ramy (8), kolejno do płyty leja (10) zamocowany jest wentylator nawiewny (11), przy czym silnik elektryczny (13) wentylatora nawiewnego (11) zamocowany jest do ramy (12), ponadto w module sekcji wentylatorów (3), umieszczona jest w torze nawiewnym nagrzewnica powietrza (14), z kolei moduł pompy ciepła (2) wyposażony jest w torze wywiewnym w sprężarkę pompy ciepła (19), która wyposażona jest w przemiennik częstotliwości oraz lamelowy wymiennik pompy ciepła (15) i odkraplacz (16), a w torze nawiewnym w lamelowy wymiennik pompy ciepła (17) i odkraplacz powietrza (18), przy czym kolejno moduł wymiennika krzyżowo-przeciwprądowego (1), wyposażony jest w wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy (20), gdzie (21), (22) i (24) stanowią kierownice przepływu powietrza oraz filtr wstępny powietrza nawiewnego (23).
2. 2. Podwieszana centrala klimatyzacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy (20) ma przekrój poprzeczny w kształcie podwójnego trapezu i umieszczony jest równolegle do powierzchni rewizyjnej.
3. 3. Podwieszana centrala klimatyzacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że do przedniej ścianki modułu (1) zamocowane są kanały doprowadzające świeże powietrze (25) i kanały powietrza wywiewanego do atmosfery (26).