PL235206B1 - Indukcyjne panele klimatyzacyjne (ścienne, sufitowe, podłogowe) - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są indukcyjne panele klimatyzacyjne przeznaczone do klimatyzacji pomieszczeń, których zadaniem jest integracja funkcji grzania, chłodzenia oraz wentylacji w jednym urządzeniu końcowym przy zachowaniu minimalnych jego wymiarów. Indukcyjne panele klimatyzacyjn e umożliwiają pracę z wykorzystaniem zjawiska indukcji zarówno dla wersji systemu klimatyzacyjnego z dopływem powietrza świeżego, jak również bez doprowadzenia powietrza higienicznego.

Znane są w technice klimatyzacji indukcyjne aktywne belki chłodnicze oraz indukcyjne klimakonwektory. Zasada działania polega na wykorzystaniu powietrza świeżego, które w odpowiedniej ilości np. z kryterium minimum higienicznego nawiewane jest do urządzenia indukcyjnego poprzez dysze lub szczelinę. Duża prędkość wypływu powietrza oraz kształt dyszy lub szczeliny powoduje, że w urządzeniu wytwarza się podciśnienie i na zasadzie indukcji zasysane jest powietrze z pomieszczenia. Powietrze recyrkulowane z pomieszczenia przepływa przez zintegrowany w urządzeniu indukcyjnym wymiennik lub wymienniki ciepła, na którym zostaje schłodzone lub ogrzane, po czym mieszane jest z powietrzem świeżym i nawiewane do pomieszczenia. Indukcja powietrza z pomieszczenia odbywa się tylko poprzez dopływ świeżego powietrza. W przypadku braku jego dopływu indukcja nie występuje i mamy do czynienia wtedy z urządzeniem pracującym pasywnie, tzn. wymieniającym ciepło z powietrzem w pomieszczeniu na zasadzie konwekcji. Wydajność wymiennika pracującego w ten sposób jest znacznie zmniejszona.

Znane są w technice klimatyzacji rozwiązania klimakonwektorów wentylatorowych. Urządzenia te wykorzystują wentylator, który w całości przetłacza strumień powietrza recyrkulacyjnego z pomieszczenia przez zintegrowany wymiennik lub wymienniki ciepła. Powietrze świeże może być doprowadzone niezależnie do pomieszczenia klimatyzowanego lub na stronę ssawną bądź tłoczną klimakonwektor a wentylatorowego.

Obydwa rozwiązania ze względu na swoją konstrukcję cechują się zwiększonymi wymiarami lub dodatkowo zwiększonym hałasem w przypadku klimakonwektora wentylatorowego z uwagi na pracę wentylatora tłoczącego w pełni powietrze z pomieszczenia przez wymiennik.

Indukcyjne panele klimatyzacyjne według wynalazku pozwalają na połączenie idei pracy klimakonwektora wentylatorowego oraz idei pracy indukcyjnego urządzenia klimatyzacyjnego w jednym urządzeniu z jednoczesnym zachowaniem jego minimalnych wymiarów.

Zadaniem indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych jest pełna integracja systemu chłodzenia, grzania oraz wentylacji z zachowaniem minimalnych wymiarów w jednym urządzeniu przeznaczonym do klimatyzacji budynków mieszkalnych lub innych użyteczności publicznej.

Przy pracy urządzenia bez dopływu powietrza świeżego urządzenie pozwoli na wykorzystanie korzystnych cech indukcji takich jak zmniejszony wydatek wentylatora i pobór mocy elektrycznej, zaś przy pracy z dopływem powietrza na zmniejszone wymiary jednostki klimatyzacyjnej, zaś przy braku pracy wentylatora recyrkulacyjnego lub dopływu powietrza świeżego na pracę w trybie typowym dla ogrzewania konwekcyjnego.

Kompaktowe wymiary kształtować będą zasadność ich zastosowania w budynkach mieszkalnych z uwagi na coraz mniejsze straty i zyski ciepła. Dla przykładu, znając typowe konstrukcje jednostek typu klimatyzatory lub klimakonwektory kasetonowe, panel indukcyjny według wynalazku będzie miał wymiary zbliżone tylko do ich jednego wspólnego elementu, jakim jest panel maskujący, niż do samego urządzenia.

Powszechność zastosowania pomp ciepła pozwalających na produkcję chłodu i ciepła wymagać będzie specjalistycznych terminali końcowych pozwalających na wszechstronność zastosowania. Rozwiązanie indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych eliminować będzie zatem konieczność zastosowania innych systemów (grzania, chłodzenia, wentylacji). Rozwiązanie może być również wykorzystane w obiektach komercyjnych wymagających kompaktowych wymiarów.

Urządzenie wyposażone jest w wentylator recyrkulacyjny dla wersji bez dopływu powietrza świeżego, obudowę specjalnej konstrukcji, w której umieszczony jest wymiennik ciepła w postaci wężownicy bez lub z ożebrowaniem w kształcie spirali. Pomiędzy specjalnie ukształtowanymi spiralami wężownicy wymiennika znajduje się kanał powietrzny w formie zamkniętego profilu, do którego doprowadzone jest powietrze z pomieszczenia tłoczone przez wentylator. W zamkniętym profilu znajdują się szczeliny powietrzne lub dysze w postaci perforowanych otworów biegnące na całej długości profilu z jednej lub obu stron profilu zamkniętego. Powietrze wypływa ze szczeliny lub dysz z dużą prędkością powodując indukcję powietrza z pomieszczenia, które płynie przez spirale wymiennika. Wentylator jest znacznie mniejszej wydajności niż dla tradycyjnych klimakonwektorów wentylatorowych, bo jego przepływ przez wymiennik jest zwielokrotniony na skutek zjawiska indukcji.

PL 235 206 B1

W przypadku, gdy w urządzeniu nie występuje wentylator i do jednostki ma dopływać świeże powietrze jest ono siłą napędową pracującego urządzenia. Powietrze świeże pod odpowiednim ciśnieniem nawiewane jest w przestrzeń obudowy podobnie jak dla rozwiązania z wentylatorem recyrkulacyjnym. Powietrze tym razem świeże jest tłoczone w przestrzeń zamkniętego profilu, gdzie wypływa ze szczelin powietrznych lub perforowanych otworów w kształcie dysz. Zachodzi w tym wypadku to samo zjawisko indukcji jak dla rozwiązania z wentylatorem, przy czym w tym wypadku odpowiedzialne za to jest powietrze świeże, a nie recyrkulowane z pomieszczenia jak dla wersji z wentylatorem recyrkulacyjnym.

Wężownica wymiennika ciepła ukształtowana jest w formie spirali z naniesionym na niej ożebrowaniem lub też bez ożebrowania i zasilana może być wodą ziębniczą lub grzewczą, ale także czynnikiem ziębniczym.

Urządzenie dostępne będzie w wersji sufitowej (fig. 1a, 1b, 1c), podłogowej (fig. 2) oraz ściennej. W dalszej części zostanie omówiona konstrukcja i rozwiązanie dla wersji sufitowej, zaś następnie zostaną wskazane różnice dla wersji ściennej oraz podłogowej. Na rysunku według fig. 1c przedstawiono rozwiązanie przedstawiające możliwość współpracy urządzenia według wynalazku z jednoprzewodowym systemem wentylacji nawiewno-wywiewnej stanowiącej przedmiot oddzielnego zgłoszenia patentowego autora. W tym przypadku możliwe jest również odprowadzenie powietrza usuwanego przez urządzenie według wynalazku.

Dla wersji sufitowej z dopływem świeżego powietrza, powietrze świeże doprowadzone jest do górnej części urządzenia i stamtąd trafia do zamkniętej przestrzeni profilu obudowy, gdzie szczelinami wyprofilowanymi w kierunku sufitu wypływa ze zwiększoną prędkością. Powietrze recyrkulacyjne jest zasysane w dolnej części panelu obudowy na zasadzie indukcji, po czym przepływa przez spirale wężownicy wymiennika ciepła. W przypadku wersji z wentylatorem recyrkulacyjnym powietrze z pomieszczenia jest zasysane przez wentylator w dolnej środkowej części obudowy, po czym tłoczone jest do zamkniętej przestrzeni wewnątrz obudowy. Szczelinami ukierunkowanymi w sufit wypływa z dużą prędkością zasysając powietrze wtórne z pomieszczenia w dolnej części obudowy.

Dla wersji ściennej wentylator recyrkulacyjny zasysa powietrze z pomieszczenia w przedniej części zamontowanego panelu na ścianie pomieszczenia, po czym tłoczy je w przestrzeń zamkniętego profilu obudowy. Szczelinami umieszczonymi w profilu powietrze jest wydmuchiwane z dużą prędkością w stronę ściany. Powietrze z pomieszczenia na wskutek wytworzonego podciśnienia zasysane jest w przedniej części profilu, po czym otworami umieszczonymi w obudowie przepływa przez wymiennik schładzając się lub ogrzewając.

W wersji podłogowej zamontowany w urządzeniu wentylator zasysa powietrze z pomieszczenia w górnej części obudowy, po czym tłoczy je w przestrzeń obudowy. Szczelinami wyprofilowanymi do góry powietrze wypływa z dużą prędkością zasysając powietrze z pomieszczenia. Powietrze wtórne zasysane jest przez specjalny otwór na całej długości obwodu wokół urządzenia pozwalający na swobodny jego przepływ.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach według fig. 1a, fig. 1b, fig. 1c oraz fig. 2 przedstawiającym konstrukcję i ideę działania urządzenia.

Indukcyjny panel klimatyzacyjny w wersji sufitowej oraz ściennej według figury 1a, 1b oraz 1c zbudowany jest z zamkniętego profilu obudowy 3 w kształcie spiralnym i niewielkiej wysokości, w którym pomiędzy kolejnymi spiralami znajduje się otwór na całej długości, w którym zamontowany jest wymiennik ciepła 2 z wężownicą ożebrowaną lub nie również w kształcie spiralnym. Na całej długości zamkniętego profilu umieszczona jest obustronnie lub jednostronnie szczelina powietrza 5 lub perforowane otwory w kształcie dysz 6, przez które wypływa powietrze recyrkulacyjne zasysane przez wentylator 1 (fig. 1 a) lub powietrze świeże doprowadzone do wlotu powietrza świeżego 1 (fig. 1b oraz fig. 1c). Urządzenie wyposażone jest w panel maskujący 4 z otworami, przez który przepływa powietrze z pomieszczenia zasłaniając konstrukcję urządzenia i stanowiąc estetyczny element dekoracyjny.

Na rysunku według fig. 1c przedstawiono rozwiązanie z możliwością jednoczesnego nawiewu i odprowadzenia powietrza usuwanego z pomieszczenia poprzez urządzenie według wynalazku. Zobrazowano w ten sposób współpracę urządzenia według wynalazku z jednoprzewodowym systemem wentylacyjnym stanowiącym przedmiot oddzielnego zgłoszenia patentowego autora.

Zaznaczone na rysunku strzałki pokazują kierunki przepływu powietrza recyrkulacyjnego R, opcjonalnego świeżego (pierwotnego PP) dla wersji z dopływem powietrza świeżego, indukowanego z pomieszczenia I, nawiewanego N oraz usuwanego U dla wersji pełniącej funkcję nawiewno-wywiewną.

Indukcyjny panel klimatyzacyjny w wersji ściennej jest identyczny jak dla wersji sufitowej, przy czym miejscem jego montażu jest ściana pomieszczenia, a nie sufit.

PL 235 206 B1

Indukcyjny panel klimatyzacyjny według wynalazku w wersji podłogowej przedstawiono na rysunku wg fig. 2 i wyposażony jest w wentylator 1 zasysając powietrze recyrkulacyjne z pomieszczenia R przez otwór wlotowy wentylatora. Powietrze to wdmuchiwane jest w zamknięty profil obudowy 3 wyposażony w szczelinę 5 na całej długości profilu lub perforowane otwory 6 w kształcie dysz. Powietrze recyrkulowane R wypływa z dużą prędkością z perforowanych otworów 6 lub szczeliny 5 powodując indukcję powietrza z pomieszczenia I. Powietrze wtórne I przepływa przez wężownicę wymiennika ciepła 2 ogrzewając się lub schładzając. Powietrze to jest doprowadzone na skutek podciśnienia wytworzonego w dolnej części zamontowanego urządzenia w podłodze przedostając się przez niewielkie szczeliny umieszczone na całym obwodzie panelu maskującego 4.

Claims (5)

1. Indukcyjny panel klimatyzacyjny zaopatrzony w wymiennik ciepła zasilany wodą ziębniczą, grzewczą bądź czynnikiem chłodniczym, panel maskujący, wentylator oraz obudowę, znamienny tym, że wymiennik ciepła ukształtowany jest w formie spiralnej wężownicy 2 z naniesionym ożebrowaniem, pomiędzy której kolejnymi zwojami umieszczone są zamknięte płaskie profile obudowy 3 wyposażone na całej długości w szczelinę powietrzną 5 bądź perforowane otwory w kształcie dysz 6, przez które wypływa z dużą prędkością powietrze recyrkulacyjne z pomieszczenia zasysane przez, umieszczony w dolnej części zamontowanego w suficie urządzenia, otwór wlotowy wentylatora 1, który z kolei tłoczy to powietrze w szczelinę 5 bądź otwory perforowane w kształcie dysz 6, nadto powietrze to wypływa w stronę sufitu powodując indukcję powietrza z pomieszczenia, które płynie przez otwory pomiędzy zamkniętymi profilami obudowy 3, w których umieszczona jest wężownica płaskiego spiralnego ożebrowanego wymiennika ciepła 2 jednocześnie całe urządzenie zaopatrzone jest w dolny panel maskujący z filtrem 4 zasłaniający podzespoły urządzenia i stanowiąc element estetyczny.

2. Indukcyjny panel klimatyzacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że w miejscu i zamiast wentylatora urządzenie wyposażone jest w króciec przyłączeniowy świeżego powietrza zewnętrznego 1, który doprowadzony jest w górnej części panelu klimatyzacyjnego w miejsce wentylatora, nadto powietrze świeże doprowadzone jest do zamkniętego profilu 3, gdzie ze szczeliny 5 lub perforowanych otworów w kształcie dysz 6 umieszczonych na całej długości przepływa z dużą prędkością w stronę sufitu powodując indukcję powietrza z pomieszczenia i jego przepływ przez otwarte otwory pomiędzy profilem obudowy 3 w kształcie spirali, w których znajduje się wężownica wymiennika ciepła 2.

3. Indukcyjny panel klimatyzacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że w miejscu i zamiast wentylatora urządzenie wyposażone jest w króciec przyłączeniowy 1 jednocześnie doprowadzający powietrze świeże i jednocześnie odprowadzający powietrze usuwane w ten sposób, że wewnątrz króćca znajduje się otwór wywiewny, zaś wokół niego profil zamknięty w formie pierścienia, do którego doprowadzone jest powietrze świeże i z którego dalej identycznie jak dla wersji z wentylatorem powietrze świeże trafia do zamkniętego profilu obudowy 3 ze szczeliną powietrzną 5 na całej długości lub perforowanymi otworami w kształcie dysz 6 po jednej lub obu stronach profilu zamkniętego obudowy 3 i dalej wypływa w kierunku sufitu powodując zjawisko indukcji i podsysanie powietrza recyrkulacyjnego z pomieszczenia i płynącego przez wężownicę wymiennika ciepła z ożebrowaniem 2.

4. Indukcyjny panel klimatyzacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że miejscem montażu jest ściana pomieszczenia, zaś powietrze wypływające ze szczeliny powietrznej 5 lub perforowanych otworów w kształcie dysz 6 zamkniętego profilu obudowy 3 ukierunkowane jest w stronę ściany pomieszczenia powodując indukcję powietrza z pomieszczenia i jego przepływ przez wężownicę wymiennika ciepła 2 również w kierunku ściany pomieszczenia.

5. Indukcyjny panel klimatyzacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że miejscem montażu jest podłoga pomieszczenia, zaś powietrze recyrkulacyjne doprowadzone jest przez otwór wlotowy wentylatora 1 od góry do zamkniętego profilu obudowy 3 zamontowanego w podłodze urządzenia skąd przez szczelinę powietrzną 5 lub perforowane otwory w kształcie dysz 6 wypływa do góry powodując indukcję powietrza z pomieszczenia, które dopływa od dołu urządzenia przez szczeliny powietrzne umieszczone na całym obwodzie urządzenia, przepływa przez wężownicę wymiennika ciepła 2 i następnie ukierunkowane do góry wpływa do pomieszczenia.