SE0901351A1 - Teknisk lösning av kombinerad returluft i kombination med jonisering - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett ventilationssystem, innefattande en tilluftskanal (1) för. Ledning av ett flöde av tilluft till minst ett utrymme (5,6), en frånluftskanal (2). för ledning av frånluft från minst ena utrymmet (5, 6) och en returluftskanal (9) för ledning av åtminstone en del av frånluftsflödet till tilluftskanalen (1). Uppfinningen kännetecknas av att systemet innehåller oxidationshöjande anordning (12). I någon av kanalerna (1, 2,9) samt någon luftkvalitetsmätare som styr den oxidationshöjande anordningen.

Description

och frånluft ökar. En nackdel med detta är att energivärdet i den uppvärmda, eller nedkylda, inneluften försvinner ut.

Möjligheterna att begränsa energiförlusterna, förknippade med utsläppt lnneluft, är inte obegränsad, eftersom ventilation av utrymmen på olika sätt är reglerad av gränsvärden, rekommendationer och krav från myndigheter vad gäller t.ex. luftkvalitetsklass och luftomsättning.

För att återvinna energi i inneluften är det känt att återföra en andel av frånluften till flödet av tilluft så att ett returflöde med recirkulerande luft erhålls. Detta fungerar väl från energisynpunkt, men i och med att inflödet av frisk uteluft typiskt minskar i takt med ökande returluftsflöde kan man vid större returluftsflöden få problem med att luftomsättningen blir för låg. Detta kan resultera i att halterna av t.ex. C02 och illaluktande ämnen blir hög.

För att undvika sådana problem rekommenderar Boverket i Sverige max 40% returluft.

Ett annat känt sätt att återvinna energi i inneluft är att värmeväxla frånluft med tilluft. Vanligen används för detta syfte antingen roterande värmeväxlare eller plattvärmeväxlare. De förstnämnda har en relativt hög verkningsgrad men kan p.g.a. sina rörliga delar få problem med slitage och försämrad funktion. Plattvärmeväxlare har generellt inga större funktionsproblem, men har å andra sidan en lägre verkningsgrad. Generella problem som kan uppstå med konventionella värmeväxlare är luktläckage, samt att de blir smutsiga och därmed får sämre verkningsgrad.

Det finns sålunda ett behov av att förbättra möjligheterna för återvinning av energi i inneluft.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med denna uppfinning är att tillhandahålla ett ventilationssystem som på ett bättre sätt än kända system möjliggör ökade energibesparingar. Detta syfte uppnås med ett system och en metod enligt patentkrav 1 och 13. De beroende patentkraven utgör fördelaktiga utföringsformer, utvecklingar och varianter av uppfinningen. uppfinningen avser ett ventilationssystem, innefattande tilluftskanal för ledning av flöde av tilluft till åtminstone ett utrymme, frånluftskanal för ledning av flöde av frånluft från det åtminstone ena utrymmet, och returluftska nal anordnad att medge att åtminstone en del av frånluftsflödet kan ledas in till tilluftskanal. Det uppfinningsenliga ventilationssystemet innefattar vidare någon form av oxidationspåskyndande anordning, såsom UV-lampa, luftjonisator, elektriskbarriärurladdning, ozongenerator eller liknande anordnas så att oxidation påskyndas i någon av kanalerna.

Genom att öka på luftens förmåga att oxidera förhindras tillväxt av mikroorganismer, bakterier avdödas och förekomst av Iuktämnen reduceras snabbt vilket medger att mer återluft kan användas med åtföljande energibesparing då mindre mängd energibärande, varm eller kyld luft behöver återföras ut.

Genom ökad andel returluft medges också en lägre luftomsättning, dvs mängd luft Som transporteras in och ut ur byggnaden. Mindre fläktar och kanaler samt filter och mindre eventuella värmeväxlare behöver installeras. Lägre investeringskostnad och lägre driftskostnader blir följden.

Behovet av värmeväxlare mellan frånluft och uteluft reduceras. Detta är en fördel då vämeväxlare är kostsamma, har en begränsad verkningsgrad och är förknippade med problem som funktionsbortfall, slitage och luktläckage. Vidare ger värmeväxlare ett ökat tryckfall som kräver högre fläkteffekt för samma luftomsättning.

Oxidationshöjande anordningar, såsom UV-lampor, luftjonisatorer, elektriskbarriärurladdning och ozongeneratorer används för att bryta ned gaser, döda bakterier och sterilisera luften i många industriella processer och även inom sjukvård. Luften blir mer oxidativ och reaktiv.

Uppfinningen medger en ökning av returluftflödet från dagens (i Sverige) rekommendation av 40 %. Detta innebär att mycket stora energibesparingar uppnås, samtidigt eller, om så speciellt önskas, lokalens luft genom ökad cirkulering kan renas, steriliseras och göras mindre riskfylld under epidemier eller efter önskemål.

Ren utspädning av exempelvis virus spridda från en nysning i lokalen späds förenklat så att en halvering sker i takt med antalet luftväxlingar - dvs 50% utspädning vid en luftväxling och 50% av 50% vid två luftväxlingar osv - dvs logartimiskt. Om den recirkulerade delen renas helt så motsvarar det en luftväxling och utspädning på samma sätt. Det är inte möjligt att uppnå 100 % rening, och inte heller optimalt ekonomiskt. En ökad recirkulering av luften med säg 90 % reningsgrad ger snabbt bättre luftkvalitet, vad gäller smittspridning i lokalen, gentemot att öka renheten med enbart ökad luftväxling genom tillförsel av ny uteluft. Redan en extra recirkulering av inneluft motsvararju då 90 % av att tillföra samma mängd uteluft - sett som ren utspädning.

Bakterier, virus, pollen, allergener och andra partiklar kan lätt reduceras med över 90 % för varje recirkulering av inneluften. Gaser oxideras i olika grad med kanske 75 % för varje cirkulation. Det är möjligt att även regenerera koldioxid, men inte ekonomiskt försvarbart och därför kan halten C02 ofta användas som indikator på när ökad mängd uteluft skall tillföras för utspädning.

Principen att höja oxidationshastigheten kan tillämpas i vilken som helst av tillufts-, frånlufts- Och returluftskanalerna. I en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är dock den Oxidationspåskyndande apparaten placerad i anslutning till tílluftskanalen på så sätt den mer oxidativa luften tillförs tilluftkanalen. Därigenom tillsätts den mer reaktiva luften endast till det luftflöde som går vidare till de utrymmen som skall ventileras. Lämpligen är den oxidationshöjande apparaten så inrättad så att den oxidativa luften tillförs tílluftskanalen i en position nedströms returluftskanalen. På så sätt undviks att en signifikant andel oxidativ luft, som är reaktiv, hinner förbrukas innan det kommer i kontakt med returluftsflödet,'d.v.s. den andel av frånluftsflödet som recirkuleras i systemet.

Uppfinningen avser även en metod för drift av ett ventilationssystem av ovan beskriven typ.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med referens till figurer där: Figur 1 visar i en schematisk vy, en föredragen utföringsform av uppfinningen.

FÖREDRAGNA uTFöRmGsFoRMER Figur 1 visar, i en schematisk vy, en föredragen utföringsform av ett ventilationssystem enligt uppfinningen. Uteluft sugs in i en tilluftskammare 1', som utgör en del av en tilluftskanal 1, via ett uteluftsspjäll 16 med hjälp av en tilluftsfläkt 3. Tilluftskanalen 1 leder vidare och förgrenar sig till ett första och andra utrymme 5, 6, till vilka utrymmen ett flöde av tilluft förs via tilluftsutlopp 21 då tilluftsfläkten 3 är i drift. Från respektive första och andra utrymme 5, 6 leder frånluftsinlopp 22 via en frånluftskanal 2 till en frånluftskammare 2', som utgör en del av frånluftskanalen 2. En frånluftsfläkt 4 placerad i frånluftskammaren 2'suger ett flöde av frånluft från utrymmena 5, 6 via frånluftskanalen 2 till frånluftskammaren 2'.

En flödesförbindelse utgörandes en returluftskanal mellan frånluftskammaren 2* och tilluftskammaren 1' är anordnad genom ett returluftsspjäll 9 beläget mellan de två kamrarna. Ett avluftsspjäll 18 är anordnat vid utflödet från frånluftskammaren 2'. Då flödet av frånluft via frånluftskanalerna 2 når frånluftskammaren 2' kommer en del av frånluftsflödet att gå ut via avluftspjället 18 och lämna systemet via avluftshuv 17 medan resterande del av frånluftsflödet kommer att ledas in till tilluftskammaren 1' via returluftsspjället 9 och utgöra ett flöde av returluft. Hur stor del av det totala frånluftsflödet som bildar returluftsflöde beror bl.a. på returluftsspjällets 9 och avluftsspjället 18 respektive storlek och öppningsarea. Exempelvis kan returluftspjället 9 och avluftspjället 18 anordnas och regleras på så sätt att 80% av frånluften recirkuleras som returluft.

I anslutning till tilluftskanalen 1 är anordnat en, eller flera, luftkvalitetsmätare 11, som kan registrera halter av C02, luftjoner, partiklar eller vad som anses lämpligt, dessutom oxidationsförhöjande anordning 12, samt mätare för kontroll av luftkvalitet 13.

Luftkvalitetsmätare 11 är anordnad att registrera den luftkvalitet man önskar mäta, exempelvis C02 i tilluften, i syfte att öka intaget av uteluft såvida den registrerade halten är lägre än ett visst gränsvärde vilket beror på applikation. För att öka intaget av uteluft kan effekten på tilluftsfläkten 3 ökas och/eller utespjällets 16 öppningsarea ökas. På motsvarande sätt kan fläktens effekt minskas då gränsvärdet, exempelvis 300 ppm, underskrids. Då minskar elförbrukningen och dessutom minskar eventuellt fläktbuller.

Det är de oxidationsförhöjande anordningarna 12 som har som funktion att öka nedbrytning av i luften störande ämnen, och därmed skapa god luftkvalitet itilluften som i detta exempel utgörs till 80 % av returluft. Den, eller de, oxidationsförhöjande anordningarna 12 kan i princip placeras var som helst i tilluftskanalen 1, där givetvis kanalen kan utgöra en eller flera kanaler. Om tilluftskanalen 1 förgrenar sig till flera utrymmen, som exempelvis i figur 1, placeras oxidationsförhöjande anordning 12 lämpligen uppströms förgreningen eller förgreningarna för att kunna kontakta hela flödet av tilluft med förhöjd oxidation.

Alternativt eller som komplement, kan man använda flera oxidationshöjande anordningar 12 nedströms varandra eller nedströms föirgreningen eller förgreningarna.

Vilken oxidation eller effekt som är nödvändig beror främst på det totala luftflödet och mängden föroreningar i den luft som skall renas. Det är en dimensioneringsfråga. En konstant effekt från oxidationsförhöjande anordning kan vara lämplig när föroreningar och luftflöde kan anses vara relativt konstanta. l system med varierande luftflöde kan lämpligen oxidationsförhöjningen också varieras med luftflödet. Genom att utrusta systemet med mätare av luftkvalitet kan behovet av oxidationsförhöjning styras utifrån mätresultat i realtid eller från historiska mätresultat eller från förväntade framtida förhållande, exempelvis meterologiska data.

En första luftkvalitetsmätare 13 kontrollerar luftkvalitet nedströms, typiskt någon meter nedströms oxidationshöjande anordning 12, i syfte att larma om uppmätt kvalitetsfaktor exempelvis skulle överskrida ett gränsvärde, som kan vara av myndigheter givet eller av brukare bestämt.

Då ett gränsvärde vid någon luftkvalitetsmätare 13-15 överskrids är det lämpligt anordnat så att en eller flera av följande åtgärder görs: felsignal ges, oxidationshöjande anordning regleras, tilluftsfläktens 3 effekt påverkas och/eller returluftsspjället regleras.

Ventilationssystemet innefattar vidare en styrenhet (ej visad) till vilken samtliga luftkvalitetsmätare, givare, oxidationshöjande anordningar, spjäll och fläktar är anslutna. Styrenheten mottar värden från alla enheter och är anordnad att kunna styra fläktar och oxidationshöjande anordningar utifrån mottagna data och satta gränsvärden m.m. Även ett eller flera reglerbara spjäll kan anslutas till Styrenheten för att möjliggöra styrning och kontroll även av dessa.

Kanaler och kammare kan innehålla exempelvis medel för filtrering samt temperatur- och fuktighetsreglering av luften.

Ett spjäll innefattar normalt en rörlig del som kan ställas i olika lägen för att reglera en öppningsarea i en flödeskanal genom spjället.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet utan kan varieras inom vad som definieras av de efterföljande patentkraven.

Exempelvis kan returluftskanalen, eller kanalerna, utgöras av något annat än en öppning i ett spjäll; returluftskanalen kan t.ex. utgöras av endast en öppning utan något reglerbart spjäll eller av en längre kanal som kan vara försedd med olika typer av spjäll och ventiler.

Vidare kan luftkvalitetsmätare 11, exempelvis C02-givare, placeras i alternativa positioner så länge som dess funktion är användbar.

Claims (7)

PATE NTK RAV

1. Ventilationssystem för lokaler, innefattande - minst en tilluftskanal (1) för ledning av flöde av tilluft till minst ett utrymme (5, 6), - minst en frånluftskanal för ledning av flöde av frånluft från minst ett utrymme (5, 6) ut ur systemet, och - minst en returluftskanal (9) för ledning av åtminstone en del av frånluftsflödet till tilluftskanalen (1). kännetecknat av Att systemet innefattar oxidationshöjande anordning (12) inrättad att öka oxidationen i någon av kanalerna (1, 2, 9).

2. Ventilationssystem enligt krav 1, kännetecknat av att oxidationshöjande anordning (12) är placerad i anslutning till tilluftskanal (1) på så sätt att oxidation i luften ökar i tilluftskanal (1) genom oxidationshöjande anordning (12).

3. Ventilationssystem enligt krav 2, kännetecknat av att oxidationshöjande anordning (12) är inrättad så att oxidation ökar i tilluftsknal (1) i en position nedströms returluftskanal (9).

4. Ventilationssystem enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att luftkvalitetsmätare (13) är placerad i frånluftskanal (2).

5. Ventilationssystem enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att luftkvalitetsmätare (13) är placerad nedströms oxidationshöjande anordning (12).

6. Ventilationssystem enligt något av ovanstående krav, kännetecknat av att systemet innefattar en C02-mätare (11).

7. Ventilationssystem enligt krav 6 kännetecknat av att systemet innefattar en COZ-mätare (11) placerad i frånluftskanal (2). 10. 11. 12. 13. 14. 15. 10 Ventilationssystem enligt något av ovanstående krav kännetecknat av att en luftkvalitetsmätare (14) är placerad i åtminstone ena utrymmet (5) Ventilationssystem enligt något av ovanstående krav kännetecknat av att tilluftsfläkt (3) är anordnad i anslutning tiil tilluftskanal (1) Ventilationssystem enligt krav 9, kännetecknat av att oxidationshöjande anordning (12) är placerad nedströms tilluftsfläkten (3). Ventilationssystem enligt något av ovanstående krav kännetecknat av att frånluftsfläkt (4) är anordnad i anslutning till frånluftskanal (2) Ventilationssystem enligt något av ovanstående krav kännetecknat av att det innefattar en styrenhet för kontroll och styrning av komponenter ingående i systemet. Metod för drift av ett Ventilationssystem för lokaler innefattande - tilluftskanal (1) för ledning av ett flöde av tilluft till minst ett utrymme (5, 6), - frånluftskanal (2) för ledning av flöde av frånluft från minst ett utwmme (5, 6) ut ur systemet och, - returluftskanal (9) anordnad att medge att minst en del av frånluftsflödet kan ledas in till tilluftskanalen (1), - kännetecknad av - att oxidationshöjande anordning påverkar luften i någon av kanalerna (1, 2, 9. Metod enligt krav 13, kännetecknad av att oxidationshöjande anordning påverkar luften i tilluftsflödet. Metod enligt krav 13 eller 14, kännetecknad av att en halt av C02 i systemet registreras och att flödet av tilluft regleras beroende på registrerad halt C02.