PL241934B1 - Urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza - Google Patents

Abstract

Urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza poprawiające sprawność energetyczną pomieszczeń charakteryzuje się tym, że klimatyzator ewaporacyjny (1) przymocowany jest trwale do cokołu dachowego (2) wyposażonego w komorę mieszania (3), w której zainstalowane są dwie przepustnice mechaniczne (6, 7) przy czym, poniżej pierwszej przepustnicy mechanicznej (6) zamontowana jest druga przepustnica mechaniczna (7) wyposażona w klapy regulowane elektromagnesami, poniżej sekcji przepustnic w kanale wentylacyjnym cokołu dachowego (2) zamontowany jest wentylator osiowy (8) a w dolnej części znajduje się czerpnia ssąca (4) z nawiewnikiem (5). Cokół dachowy (2) posiada komorę mieszania (3) powietrza zewnętrznego i powietrza wewnętrznego oraz wyposażony jest w korzystnie dwie rewizje serwisowe oraz termostat. Sterowanie urządzeniem odbywa się za pomocą programu komputerowego. Proporcje powietrza ciepłego do zimnego regulowane są automatycznie za pomocą przepustnic mechanicznych (6, 7). Za pomocą czerpni ssącej (4) następuje dopływ ciepłego powietrza z pomieszczenia do komory mieszania (3). Nadmuch powietrza do pomieszczenia odbywa się za pomocą wentylatora osiowego (8). Urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza poprawia sprawność energetyczną pomieszczeń łącząc funkcje wentylacji i chłodzenia metodą ewaporacji. Wynalazek znajduje zastosowanie w obiektach wymagających wentylacji i chłodzenia powietrza przez cały rok.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza, jest to urządzenie wentylacyjne łączące funkcję wentylacji i chłodzenia metodą ewaporacji znajdujące zastosowania do wentylacji hal produkcyjnych, magazynów, budynków handlowo-usługowych.

W stanie techniki znany jest aparat chłodząco-wentylacyjny, przedstawiony na stronie internetowej https://www.hitexa.pl, opisany w Karcie katalogowej Aparat chłodząco-wentylacyjny Hitexa, 2018.

Znany jest także z wzoru użytkowego PL128244 p.t. „System powietrznej, ekologicznej wentylacji naturalnej”, który składa się z zestawu połączonych ze sobą jednostek klimatyzacji umieszczonych w górnej części hali (B), przy czym każda jednostka klimatyzacji (A) składa się z adiabatycznej jednostki chłodzącej do chłodzenia powietrza zewnętrznego, umieszczonej na dachu (S) hali (B), z turbiny wentylacyjnej do odprowadzenia ciepłego, zanieczyszczonego powietrza, umieszczonej na dachu (S) hali (B) i z wirującej jednostki dystrybucji powietrza do mieszania warstw cieplnych w hali (B), zawie szonej pod dachem (S) w przestrzeni wewnętrznej (V) hali (B), przy czym adiabatyczna jednostka chłodząca jest swoim rurociągiem wyjściowym, przez otwór (O) w dachu (S), połączona z przestrzenią wewnętrzną (V) hali (B), a turbina wentylacyjna jest swoim rurociągiem wejściowym, połączona przez otwór (O) w dachu (S) z przestrzenią wewnętrzną (V) hali (B).

Znane są powszechnie klimatyzatory ewaporacyjne które składają się z chłodzących paneli celulozowych, po ich lamelach podczas pracy w trybie chłodzenia spływa woda, nawilżając je. Gorące i suche powietrze, które zasysane jest przez panele celulozowe klimatyzatora ewaporacyjnego, spotykając się z wodą, oddaje swoje ciepło podczas procesu odparowania. W wyniku procesu ewaporacji, z klimatyzatora ewaporacyjnego powietrze nadmuchiwane do pomieszczeń jest świeże, nawilżone i schłodzone. Klimatyzatory, w zależności od serii mogą mieć wyrzut powietrza dolny, górny lub boczny, w zależności od potrzeb i możliwości montażu.

Celem rozwiązania jest wykorzystanie chłodzenia ewaporacyjnego, które wykorzystuje dużą entalpię odparowania, by temperaturę powietrza termometru suchego znacząco obniżyć poprzez nasycenie powietrza wilgocią i zbliżeniu się temperatury powietrza do temperatury mokrego termometru.

Istota urządzenia chłodniczo wentylacyjnego z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza poprawiającego sprawność energetyczną pomieszczeń charakteryzuje się tym, że klimatyzator ewaporacyjny przymocowany jest trwale do cokołu dachowego wyposażonego w komorę mieszania powietrza zewnętrznego i powietrza wewnętrznego, w której zainstalowane są dwie przepustnice mechaniczne przy czym, poniżej pierwszej przepustnicy mechanicznej zamontowana jest druga przepustnica mechaniczna wyposażona w klapy regulowane elektromagnesami, poniżej sekcji przepustnic w kanale wentylacyjnym cokołu dachowego zamontowany jest wentylator osiowy a w dolnej części znajduje się czerpnia ssąca z nawiewnikiem.

Korzystnym jest gdy urządzenie wyposażone jest w dwie rewizje serwisowe oraz termostat.

Zaletą wynalazku jest wykorzystanie w okresie zimowym ciepłego powietrza z pomieszczenia do podgrzania powietrza pobranego z zewnątrz. Mieszanie powietrza odbywa się w komorze mieszania wyposażonej w regulowane przepustnice. W okresie letnim dostarczane jest świeże i ochłodzone powietrze z klimatyzatora ewaporacyjnego poprzez połączenie wydajnego chłodzenia ewaporacyjnego z wentylacją z zastosowaniem komory mieszania poprawiającej sprawność energetyczną wentylowanych pomieszczeń. W okresie jesienno-wiosennym zużyte powietrze z pomieszczenia jest wykorzystywane jako czynnik podgrzewający świeże powietrze w komorze mieszania tak aby uzyskać żądaną komfortową temperaturę w pomieszczeniach.

Zaletą rozwiązania jest kompaktowość urządzeń, całosezonowość, poprawa efektywności energetycznej wentylowanych pomieszczeń, uzyskanie tego samego efektu jak za pomocą tradycyjnej klimatyzacji i wentylacji, a jednocześnie niskie koszty eksploatacji i instalacji, systemowość, urządzenie można złożyć z dostępnych na rynku produktów, możliwość rozbudowy o kolejne elementy według potrzeb danego obiektu, czynności serwisowe bez konieczności demontażu połaci dachu - rewizje serwisowe w cokole dachowym, estetyczny wygląd - przewody wodne, zasilające, spustowe poprowadzone są w cokole dachowym. Proces chłodzenia ewaporacyjnego wykorzystuje znacząco mniej energii w porównaniu do konwencjonalnych klimatyzatorów sprężarkowych. Chłodzenie ewaporacyjne jest odparowaniem wody do powietrza, co powoduje obniżenie temperatury powietrza. Energia potrzebna do odparowania wody jest pobierana bezpośrednio z powietrza jako ciepło jawne i w procesie odparowania zamieniane na ciepło utajone. Powietrze to ma stałą entalpię. Ta przemiana energii z jawnej na utajoną nazywana jest adiabatyczną, ze względu na stałą entalpię. Klimatyzacja ewaporacyjna może być zobrazowana na wykresie psychrometrycznym po

PL 241 934 B1 przez poruszanie się wzdłuż linii stałych entalpii w kierunku wyższej wilgotności. Prostym przykładem naturalnego procesu ewaporacji jest oddychanie lub pocenie się, gdzie odparowana woda schładza ciało. Proces chłodzenia ewaporacyjnego głównie zależy od wilgotności względnej i temperatury.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został uwidoczniony na rysunku schematycznym. Urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji, jest rodzajem cokołu dachowego 2 z przymocowanym na stałe do klimatyzatora ewaporacyjnego. Bezpośrednio pod klimatyzatorem ewaporacyjnym 1 w cokole dachowym 2 zainstalowana jest przepustnica mechaniczna 6, która reguluje przepływ świeżego powietrza z zewnątrz do wnętrza pomieszczenia w zależności od zapotrzebowania na chłodne powietrze. Poniżej przepustnicy mechanicznej 6 zamontowana jest przepustnica mechaniczna 7 z czterema klapami regulowanymi elektromagnesami, w zależności od nastawy przepustnicy mechanicznej nr 1. Poniżej sekcji przepustnic w kanale wentylacyjnym cokołu dachowego zamontowany został wentylator osiowy 8, który tłoczy powietrze do pomieszczenia. W okresie zapotrzebowania na ciepło, wentylator osiowy 8 zasysa ciepłe powietrze z pomieszczenia poprzez czerpnie ssące 4 wykorzystując przy tym przepustnicę mechaniczną 7 i przestrzeń pomiędzy ścianami cokołu dachowego 2 a kanałem wentylacyjnym do podgrzania chłodnego powietrza zewnętrznego. Powietrze rozprowadzane jest w pomieszczeniu za pomocą nawiewnika 5. Dodatkowo cokół dachowy 2 został wyposażony w dwie rewizje serwisowe po przeciwległych stronach oraz termostat, który reguluje ustawieniem przepustnic względem siebie w zależności od ustawionej temperatury. Przewody zasilające, sterujące wodne oraz spustowe zostały poprowadzone w obudowie cokołu dachowego 2. Sterowanie urządzeniem odbywa się za pomocą protokołu MODBUS RTU 485. Wszystkie elementy konstrukcyjne są zabezpieczone antykorozyjnie, wykonane są z blachy ocynkowanej ogniowo, a następnie pomalowane proszkowo. Zastosowanie urządzeń chłodniczo wentylacyjnych z funkcją mieszania i destratyfikacji, umożliwia szybkie chłodzenie wyparne dużych powierzchni w okresie letnim, zużywając ok. 80% mniej energii elektrycznej niż w przypadku zastosowania konwencjonalnych klimatyzatorów. Oprócz korzyści wynikających z chłodzenia powietrza w okresie letnim, do pomieszczenia wtłaczane jest w 100% świeże, natlenowane powietrze. Urządzenie chłodniczo wentylacyjne może pracować w pomieszczeniach, w których mogą być otwarte drzwi i okna, nie obniżając swojej wydajności i nie podwyższając kosztów chłodzenia. Dodatkowo, duży wydatek powietrza jaki posiada klimat yzator ewaporacyjny, umożliwia zapewnienie komfortu cieplnego dla człowieka, na skutek łącznego działania trzech czynników: temperatury, wilgotności oraz prędkości powietrza. Zastosowanie wynalazku znajdzie zastosowanie w obiektach wymagających wentylacji i chłodzenia powietrza przez cały rok.

Chłodzenie ewaporacyjne różni się od typowych systemów klimatyzacji, które wykorzystują proces sprężania i rozprężania czynników chłodniczych. Potencjał schłodzenia powietrza przez klimatyzatory ewaporacyjne jest zależny od różnicy temperatury mokrego i suchego termometru. Chłodzenie ewaporacyjne wykorzystuje dużą entalpię odparowania. Temperatura powietrza suchego termometru może zostać znacząco obniżona poprzez nasycenie powietrza wilgocią i zbliżeniu się temperatury powietrza do temperatury mokrego termometru. Temperatura powietrza nawiewanego zależy od warunków atmosferycznych (od temperatury i wilgotności powietrza). Jeśli temperatura powietrza zewnętrznego wzrasta, poziom energii zużytej przez klimatyzator ewaporacyjny pozostaje na tym samym poziomie, a moc chłodnicza urządzenia rośnie. Schładzane pomieszczenia powinny być otwarte lub posiadać włączoną wentylację wyciągową okna i/lub bramy powinny być otwarte. W okresie letnim klimatyzator wtłacza do pomieszczenia w 100% świeże, nierecyrkulowane i przefiltrowane powietrze. Czynnikiem chłodniczym jest woda - czynnik w 100% ekologiczny. Proces chłodzenia ewaporacyjnego wykorzystuje znacząco mniej energii w porównaniu do konwencjonalnych klimatyzatorów sprężarkowych. K limatyzator ewaporacyjny zużywa tylko ok. 20% energii zużywanej przez tradycyjny klimatyzator; obsługa i serwisowanie ograniczone jest do minimum.

Opis oznaczeń:

- klimatyzator ewaporacyjny

- cokół dachowy

- komora mieszania

- czerpnie ssące

- nawiewnik

- przepustnica mechaniczna

- przepustnica mechaniczna z czterema klapami regulowanymi elektromagnesami

- wentylator osiowy

Claims (2)

1. Urządzenie chłodniczo wentylacyjne z funkcją mieszania i destratyfikacji powietrza poprawiającego sprawność energetyczną pomieszczeń, znamienne tym, że klimatyzator ewaporacyjny (1) przymocowany jest trwale do cokołu dachowego (2) wyposażonego w komorę mieszania (3) powietrza zewnętrznego i powietrza wewnętrznego, w której zainstalowane są dwie przepustnice mechaniczne (6, 7), przy czym poniżej pierwszej przepustnicy mechanicznej (6) zamontowana jest druga przepustnica mechaniczna (7) wyposażona w klapy regulowane elektromagnesami, poniżej sekcji przepastnie w kanale wentylacyjnym cokołu dachowego (2) zamontowany jest wentylator osiowy (8) a w dolnej części znajduje się czerpnia ssąca (4) z nawiewnikiem (5).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wyposażone jest korzystnie w dwie rewizje serwisowe oraz termostat.