SE444849B

SE444849B - Method for ventilation of a room and the related installation

Info

Publication number: SE444849B
Application number: SE8402179A
Authority: SE
Inventors: Christer Hansson; Nils Redegren
Original assignee: Christer Hansson; Nils Redegren
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1986-05-12
Also published as: SE8402179D0; SE8402179L

Abstract

A method for ventilation of a room and recovery of heat via heat exchange between exit air flow from the room and exterior air flow coming in, whereby these flows are established in the form of alternating emitted exit and incoming air pulses via at least one 'to and from' airflow device in connection with a regenerating heat exchanger (7). The exit air flow pulses are established over a longer period than the incoming air flow pulses in at least some of said air devices, in which case this air device serves a section of the room which requires a deficit of air flow and vice versa for an instance where a section requires a surplus air flow. An installation, furthermore, which is arranged in this way and has at least one air flow device for the actuation of alternation of exit and incoming air flow. The aforementioned heat exchangers (7) are organised according to the connection between the room and the exterior. Each air flow device contains a continually operating flow production unit (10) which is independent of the alternations between incoming and outgoing air pulses, such as, in relation to rotational direction a single direction fan, or an ejector mouthpiece, whereby the adjustment unit is designed for repeated and rapid changes between said pulses, offering shorter pulse times, preferably shorter than 5% of the room's air exchange period, preferably 0.5 - 1% of the room's air exchange period, answering to a normal time of a maximum 60 seconds with a preferable time of 30 seconds.<IMAGE>

Description

_ fpzv v, TEST i (_: 7,, :- fr-fﬁﬁfvnêww--mjfmmrßvaﬂy-.l-Iåf-Lr , ~=., 2 med regenerativ värmeväxlare och fläkt. _ fpzv v, TEST i (_: 7 ,,: - fr-f ﬁﬁ fvnêww - mjfmmrßva ﬂ y-.l-Iåf-Lr, ~ =., 2 with regenerative heat exchanger and fan.

Fig 3 är en delplanvy eller delsidovy av ett luftdon enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen.Fig. 3 is a partial plan view or partial side view of an air diffuser according to an advantageous embodiment of the invention.

Pig 4 är ett snitt genom samma luftdon enligt IV - IV i 5 fig 3.Pig 4 is a section through the same air device according to IV - IV in Fig. 3.

Det i fig 1 visade partiet av ett bostadsutrymme omfattar ett vardagsrum 1, ett sovrum 2, ett badrum 3, ett kök 4 och en hall 5. Hela bostadsutrymmet kan förutsättas omfatta flera (icke visade) rum av gängse slag. I rummen 1-4 är kombinerade till- 10 och frânluftsdon 6 med reverserbar strömningsriktning inrättade i kombination med var sin regenerativ värmeväxlare 7. Vart och ett av dessa luftdon 6 är anbringat direkt i en ytterväggsöpp- ning för växelvis intagning av uteluft för värmning till till- luft i värmeväxlaren 7 och avgivande av frånluft genom värmeväxki ren, vid reverserad strömningsriktning, för återvinning av värmer ur frånluften;" Eftersom köket 4 och badrummet 3 är att anse som mera för- orenade utrymmen än vardagsrummet 1 och sovrumet 2 är det önsk- värt att de bada förstnämnda lokalerna bibringas ett luftunder- skott medan de båda övriga bibringas ett luftöverskott, så att en luftrörelse erhålles från lokalerna 1 och 2 mot lokalerna 3 och 4. Sådan luftrörelse möjliggöres via överluftsdon 8, t. ex. Ovanfi dörrarna mellan respektive lokaler.The portion of a living space shown in Fig. 1 comprises a living room 1, a bedroom 2, a bathroom 3, a kitchen 4 and one hall 5. The entire living space can be assumed to include several (not shown) rooms of the usual kind. In rooms 1-4, the combined 10 and reversing flow device 6 with reversible flow direction arranged in combination with each regenerative heat exchanger 7. Each and one of these air diffusers 6 is mounted directly in an outer wall opening alternating intake of outdoor air for heating to supply air in the heat exchanger 7 and discharge of exhaust air through the heat exchanger clean, at reverse flow direction, for heat recovery from the exhaust air; " Since the kitchen 4 and the bathroom 3 are to be considered as more unclean spaces other than living room 1 and bedroom 2 are the desired it is worthwhile to provide the two former premises with an air shot while the other two are imparted an excess of air, so that an air movement is obtained from rooms 1 and 2 towards rooms 3 and 4. Such air movement is made possible via the overhead air diffuser 8, e.g. Above the doors between the respective premises.

För åstadkommande av luftunderskott upprätthålles pulser. av frânluft i respektive luftdon 6 (i lokalerna 4 och 5) under längre tid än de växelvis därmed avgivna pulserna av tilluft.Pulses are maintained to create an air deficit. of exhaust air in the respective air diffusers 6 (in rooms 4 and 5) below longer than the alternately emitted pulses of supply air.

För åstadkommande av luftöverskott upprätthålles däremot till- luftspulserna i respektive luftdon 6 (i lokalerna 1 och 2) under längre tid än frånluftspulserna. ,30 , Under en komplett till- och frånluftscykel uppstår så- ¿ ledes i lokalerna 1 och 2 ett luftöverskott och i lokalerna 3 ïåf och 4 ett luftunderskott, vilket medför att luftmassan i utrym- ff] met rör sig mot de senare lokalernas luftdon 6. Om pulsväxling- A'7'en mellan de båda grupperna av luftdon på överskottssidan färespektive underskottssidan synkroniseras, så, att luftdonen i den ena gruppen växlar från tilluftspuls till frånluftspuls samtidigt som luftdonen i den andra gruppen växlar från från- -ïluftspuls till tilluftspuls, kommer luftrörelsen att fortskrida .-«'¿~ »in öfriga-avta... æg-gqn-a.. 33023179-1? 3 4 ' på ett sätt som schematiskt kan beskrivas som.två steg framåt och ett steg tillbaka. 0 den nyssnämnda%pulsvä§lingenfdäremotﬂ~'I Äej synkroniseras kommer strömningsbildenÜattÄplifàåra-komplice-:Ärl Arad men luftmassån kommer¿ändå attﬂröra sig i aísedd§riktning._n -En förutsättning för att det beskrivna sättet skall ge önskad effekt, är att man arbetar med korta pulser. En tillufts- eller frånluftspuls bör sålunda icke upprätthållas under längre tid än 5 % av den tid det tar att helt växla luften i utrymmet.In order to achieve excess air, on the other hand, the air pulses in the respective air diffusers 6 (in rooms 1 and 2) below longer than the exhaust air pulses. , 30, During a complete supply and exhaust air cycle, ¿An excess of air is maintained in rooms 1 and 2 and in rooms 3 ïåf and 4 an air deficit, which means that the air mass in the ff] met moves towards the air diffusers of the later premises 6. If the pulse change- The A'7 between the two groups of air diffusers on the excess side the respective deficit side is synchronized, so that the air means in one group switches from supply air pulse to exhaust air pulse while the air diffusers in the second group change from -ï air pulse to supply air pulse, the air movement will progress .- «'¿~» in öfriga-avta ... æg-gqn-a .. 33023179-1? 3 4 ' in a way that can be schematically described as two steps forward and a step back. 0 the just mentioned% pulsvä§lingenfdäremot ﬂ ~ 'I If not synchronized, the flow image will be shown. Arad but the air mass will ¿still ﬂ move in aísedd§ direction._n -A prerequisite for the described method to give desired effect, is that you work with short pulses. A supply air or exhaust air pulse should thus no longer be maintained time than 5% of the time it takes to completely change the air in the room.

Den genomsnittliga tiden för en puls är företrädesvis ca 0,5 -1 av utrymmets luftväxlingstid. I bostäder blir tiden för en puls därigenom ca 30 - 60 sekunder.The average time for a pulse is preferably about 0.5 -1 of the air exchange time of the space. In homes, the time is for a pulse thereby about 30 - 60 seconds.

Det är också möjligt att avväga luftöverskottet, d.v.s. 8 10 tilluftspulsernas större längd i förhållande till frånlufts- pulserna, på sådant sätt, att tillräckligt luftöverskott erhål- les från luftdonen 6 i vardagsrummet 1, sovrummet 2 och even- 15 eventuellt också i köket 4, för möjliggörande av ordinär frân- luftsutsugning från köket medelst en spisfläkt 9. Denna konven- tionella frånluftsventilation kan under tämligen långa perioder 20 av värme, eftersom en del frånluft undandrages värmeväxlarna.It is also possible to balance the excess air, i.e. 8 10 greater length of the supply air pulses in relation to the exhaust air pulses, in such a way that sufficient excess air is obtained read from the air diffusers 6 in the living room 1, the bedroom 2 and even 15 possibly also in the kitchen 4, to enable ordinary French air extraction from the kitchen by means of a cooker hood 9. This conventional tional exhaust air ventilation can for rather long periods 20 of heat, as some exhaust air is excluded from the heat exchangers.

I den installation som visas i fig. 1 är det, med hänsyn en genom värmeväxlarna 7 sker tämligen snabbt. Det är sålunda mirrlre fördelaktigt att låta ett fläkthjul och dess drivmotorsxxmcretar- deras till stillestånd och sedan accelereras till driftvarvtal i motsatt riktning vid varje pulsväxling. De roterande delarnas i detta sammanhang stora massa och därav följande tröghet skulle kräva onödigt stor spilltid mellan driftperioderna. Varje luft- 25 30 V arbetande, oberoende av pulsväxlingarna.In the installation shown in Fig. 1, it is, with consideration one through the heat exchangers 7 takes place fairly quickly. It is thus mirrlre advantageous to let a fan wheel and its drive motor their to standstill and then accelerated to operating speeds in the opposite direction at each pulse change. The rotating parts in this context large mass and consequent inertia would require unnecessarily large wasted time between operating periods. Each air 25 30 V working, independent of pulse changes.

Av fig 2 - 4 framgår att det flödesdrivande organet 10 ”fﬂﬁkan utgöras av en-fläkt, som tillsamans med den regenerativa ligt värmeväxlaren 7 är placerad i en kanal 11, som sträcker sig Afjgenom ytterväggen 12, såsom antytts även i fig 1. tuella ytterligare (icke visade) rum av samma karaktär samt ¿ dons 6 flödesdrivande organ kan därför med fördel vara kontinuer- ; ..-..,,. ,... ..1\_.\. “'"'“ ödfïenåunder en tilluftspuls räknat, ett ytterväggsgaller eller lik- “ lânande 13, den regenerativa värmeväxlaren 7, fläkten 10, ett öflïfilter 14 och det egentliga luftdonet i form av t.ex. en tall- vara i drift kontinuerligt och innebär givetvis ett uppoffrande Q till de korta pulstiderna, lämpligt att reverserixxgerx av luftrikmüxg- 'V Varje luftdon 6 innefattar enligt fig 2, i flödesriktning-7<ï 10 15 20 25 30 35 8402179-9 4 riksventil 15. Dessa detaljer är samtliga anordnade i ett hölje som bildar den nämnda kanalen 11.Figures 2 to 4 show that the flow driving means 10 "F ﬂﬁ can consist of a-fan, which together with the regenerative ligt the heat exchanger 7 is located in a channel 11, which extends Through the outer wall 12, as also indicated in Fig. 1. additional (not shown) rooms of the same character and ¿ The flow-driving means of the device 6 can therefore advantageously be continuous; ..- .. ,,. , ..... 1 \ _. \. "'"' " ödfïenåunder a supply air pulse, an outer wall grille or similar “ landing 13, the regenerative heat exchanger 7, the fan 10, a öflïfilter 14 and the actual air diffuser in the form of e.g. a pine- be in operation continuously and of course involves a sacrificial Q. to the short pulse times, it is appropriate that reverserixxgerx of air richmüxg- Each air diffuser 6 comprises, according to Fig. 2, in the flow direction -7 <ï 10 15 20 25 30 35 8402179-9 4 national valve 15. These details are all arranged in a housing forming the said channel 11.

Den regenerativa värmeväxlaren 7 kan vara av vilket som helst känt slag som erbjuder stor kontaktyta mot den genomström- mande luften, hög värmeövergång, god värmeledningsförmåga och god värmeackumuleringsförmåga, såsom paket av med luftflödes- mellanrum anordnade aluminiumfolier.The regenerative heat exchanger 7 can be of any preferably known type which offers a large contact area with the air, high heat transfer, good thermal conductivity and good heat accumulation capacity, such as packages of airflow spaced aluminum foils.

En fördelaktig utföringsform av fläkten 10 visas i fig 3 och 4. Radialfläkthjulet 16 av trumtyp omsluter en elmotor 17 av ytterrotortyp, vars rotor uppbär fläkthjulet och vars axel är infäst i en konsol 18 i kanalens 11 vägg. Fläkthjulet 16 är omgivet av en spiralkåpa 19, som är roterbart lagrad på el- motorns 17 axel och ett lagerorgan 20. Spiralkåpan är försedd med ett yttre, cylindermantelformat hölje 21 ut till vilket även spiralkåpans gavlar sträcker sig, sammanbindande höljet 21 med kåpan. Den invändigt spiralformade och utvändigt cylindriska fläktkâpan 19, 21 är således som en enhet roterbar i kanalen 11.An advantageous embodiment of the fan 10 is shown in Fig. 3 and 4. The drum-type radial fan wheel 16 encloses an electric motor 17 of the external rotor type, whose rotor carries the impeller and whose shaft is attached to a bracket 18 in the wall of the channel 11. The fan wheel 16 is surrounded by a spiral cover 19, which is rotatably mounted on the electric the shaft 17 of the motor and a bearing member 20. The spiral cover is provided with an outer, cylinder shell-shaped housing 21 out to which also the ends of the spiral cover extend, connecting the housing 21 with the cover. The inside is spiral and the outside is cylindrical the fan cover 19, 21 is thus rotatable in the channel 11 as a unit.

Till ett tvärsnittsplan till kanalen 11, i vilket rotationsaxel- linjen för fläktkâpan faller, är en skiljevägg 22 lokaliserad.To a cross-sectional plane of the channel 11, in which the axis of rotation the line for the fan cover falls, a partition 22 is located.

Denna skiljevägg~avstänger tillsammans med konsolen 18 kanalen 11 med undantag för en öppning 23, som med något spel svarar mot fläktkâpans 19, 21 och en på denna inrättad inloppshuvs 24 profil. Inloppshuven har formen av en fjärdedels sfärisk mantel med sitt ena snittplan orienterat utmed periferin av kåpans in- loppsgavels öppning 25 och sitt andra snittplan orienterat till ett diametralplan, så att kåpan i ett av sina vridningslägen sätter öppningen 25 i förbindelse uteslutande med kanalen 11 på den ena sidan om skiljeväggen 22 och i sitt vridningsläge 180° därifrån i stället sätter öppningen 25 i förbindelse uteslutande med kanalen 11 på motsatt sida om skiljeväggen 22. Det diamet- ralplan till vilket inloppshuvens 24 ena snittplan är orienterat är dessutom så valt, att fläktkâpans 19, 21 utloppsöppning 26 mynnar på den sida av skiljeväggen 22, som inloppsöppningen 25 saknar förbindelse med, när fläktkâpan intar något av de be- skrivna båda vridningslägena. Spärrorgan 27 och 28 är inrättade att kvarhålla fläktkâpan i tur och ordning i de nämnda båda lägena. Spärrorganen, som endast visas schematiskt i fig 4, kan bestå av 1800 förskjutna stoppklackar 28 på fläktkâpans ena gavel och t.ex. en elektromagnetiskt påverkad kolv 27 med lämp- lig lokalisering på konsolen 18. Kolven 27 är då inrättad att ~ ......,.,(.,.-»-v-..\.,.,(.,.... ...,..,..._ __., .__ 10 ';1í».§f:.2;ßcseêrjfäimzssï-tafzfaa .aan-x ..à.-i~.;«.>_r. . i. .. _. ø4o2119-9 5 ~momentant föras ur ingrepp med den ena stoppklacken 28, när pulsväxling skall ske, varvid luftflödet från fläkthjulet 16 'bringar fläktkåpan 19, 21 att börja rotera. Rotationsrörelsen f stoppas emellertid efter 180° av kolvens 27 ingrepp med den lwandra stoppklacken 28. Flödesriktningen genom kanalen 11 har därigenom ändrats mycket snabbt, genom att endast obetydlig massa har behövt accelereras (och detta utan någon inledande retardation av en massa, som däremot är fallet vid reversering av ett fläkthjuls rotationsriktning). 1 Installationens med flödesdrivande organ 10 och värme- växlare 7 utrustade tilluftsdon 6 är visade med en fläkt 10 för drivande av flödet, Det är emellertid möjligt att använda ett med luft från utrymmet eller utifrån beskickat (icke visat) ejektormunstycke, som är svängbart 1800 för att växelvis driva tilluft eller frânluft som sekundärluftflöde genom värmeväxla- ren. Det är också möjligt att använda en (icke visad) axial- fläkt, som utföres svängbar 1800 eller att arrangera en radial- fläkt (icke visad) vändbar pà annat sätt i eller i anslutning till en passage innehållande värmeväxlaren. Vidare skulle snabb omkastning av flödesriktningen kunna anordnas med en icke svängbar fläkt (icke visad) med tillhjälp av spjäll såsom om- ställningsorgan, t.ex. medelst ett trumliknande kombinations- vridspjäll med vissa öppningar i sin mantelyta i förbindelse med fläktens sugsida och andra öppningar i sin mantelyta i förbindelse med fläktens trycksida, varvid öppningarna i mantel- ytan, genom vridning av spjället, kan sättas i förbindelse med skilda delkanaler som är belägna utanför spjällets mantel och har olika orienterade mynningar, vissa mot det fria och andra mot utrymmet som skall ventileras. Likaså skulle en icke sväng- bar axialfläkt med omställbara blad kunna användas för omkastning av flödesriktningen.This partition wall, together with the bracket 18, shuts off the duct 11 with the exception of an opening 23, which responds with some play against the fan cover 19, 21 and an inlet hood 24 mounted thereon profile. The inlet hood has the shape of a quarter spherical jacket with its one sectional plane oriented along the periphery of the inner loppsgavel's opening 25 and its second section plane oriented to a diametrical plane, so that the cover in one of its rotational positions connects the opening 25 exclusively to the channel 11 one side of the partition 22 and in its rotational position 180 ° from there, instead, the opening 25 connects exclusively with the channel 11 on the opposite side of the partition 22. The diameter to which one section of the inlet hood 24 is oriented is also so selected that the outlet opening 26 of the fan cover 19, 21 opens on the side of the partition 22, as the inlet opening 25 unrelated to when the fan cover occupies any of the written both rotation modes. Locking means 27 and 28 are provided to retain the fan cover in turn in the two mentioned the locations. The locking means, which are only shown schematically in Fig. 4, can consist of 1800 offset stop lugs 28 on one of the fan cover gavel and e.g. an electromagnetically actuated piston 27 with suitable location on the console 18. The piston 27 is then set up to ~ ......,., (., .- »- v - .. \.,., (., .... ..., .., ..._ __., .__ 10 '; 1í ».§f: .2; ßcseêrjfäimzssï-tafzfaa .aan-x ..à.-i ~.;«.> _ R. . i ... _. ø4o2119-9 5 ~ momentarily disengaged from one stop lug 28, when pulse change shall take place, whereby the air flow from the fan wheel 16 causes the fan cover 19, 21 to start rotating. The rotational movement f is stopped, however, after 180 ° by the engagement of the piston 27 with it lwandra stop heel 28. The flow direction through the channel 11 has thereby changed very rapidly, by only insignificant mass has had to be accelerated (and this without any initial deceleration of a mass, which is the case with reversal of the direction of rotation of a fan wheel). 1 The installation with flow-driving means 10 and heating exchanger 7 equipped supply air diffusers 6 are shown with a fan 10 for driving the flow, however, it is possible to use one with air from the space or from outside sent (not shown) ejector nozzle, which is pivotable 1800 to alternately drive supply air or exhaust air as secondary air flow through the heat exchanger clean. It is also possible to use an axial (not shown) fan, which is made pivotable 1800 or to arrange a radial fan (not shown) reversible otherwise in or in connection to a passage containing the heat exchanger. Furthermore, would be fast reversal of the flow direction can be arranged with a non swivel fan (not shown) with the aid of dampers such as scaffolding, e.g. by means of a drum-like combination rotary damper with certain openings in its mantle surface in connection with the suction side of the fan and other openings in its mantle surface in connection with the pressure side of the fan, the openings in the jacket the surface, by rotating the damper, can be connected to different sub-channels located outside the damper shell and has different oriented mouths, some towards the outdoors and others towards the space to be ventilated. Similarly, a non-swing bare axial fan with adjustable blades can be used for reversing of the flow direction.

Claims

10 15 20 25 8402179-9 PATENT REQUIREMENTS

A method of ventilating a space (1-5) consisting of one or more rooms and recovering heat by heat exchange between exhaust air flows from the space and supply air flows of outdoor air thereto, these flows being established in the form of alternately emitted exhaust air pulses and supply air pulses through at least one to and exhaust air diffusers (6) in connection with a regenerative heat exchanger (7), characterized in that a portion of the space (1-5) which is served by the aeration diffuser (6) resp. any of the air devices (6) during complete supply and exhaust air cycles of the air device (6) are provided with an air deficit by maintaining the exhaust air pulses for a longer time than the supply air pulses, and vice versa in case the lot should instead be provided with an air excess.

2. A method according to claim 1, characterized in that the exhaust air pulses are maintained for a longer time than the supply air pulses in some of the said air means (6) for serving such portions of the space (1-5) as e.g. bathroom (3) and kitchen (H), while the supply air pulses are maintained for a longer time than the exhaust air pulses in other of the mentioned air devices (6) for serving such parts of the space (1-5) as e.g. living room (1) and bedroom (2), and that excess air which thereby arises in the latter parts of the space (1, 2) is given the opportunity to, e.g. via aerators (8), depart to the first-mentioned portions (3, N) of the space for covering air deficits in these.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that excess air is generated in certain portions of the space (1-5) by maintaining the supply air pulses for a longer time than the exhaust air pulses to the required extent A to offer replacement air. to a portion (N) of the space with ordinary exhaust air ventilation, e.g. a kitchen with a cooker hood (9). According to one of claims 1 to 3, each pulse is maintained for a time of a maximum of 5 seconds. of the time it takes to completely change the air in the space, preferably 0.5 - 1% of the air exchange time of the space, corresponding to a time of a maximum of 60 sec, preferably a time of about 30 sec S. Method according to any one of claims 1 - N, characterized in that the supply air and exhaust air pulses for several of the air diffusers (6) are controlled synchronously with respect to the pulse switching times of the air diffusers, preferably some air diffusers switch from supply air pulse to exhaust air pulse at the same time as others switch from exhaust air pulse to supply air pulse.

Installation arranged to ventilate a space (1-S), consisting of one or more rooms, and to recover heat by heat exchange between exhaust air flows from the space and outdoor air flows to it by means of at least one air device (6), comprising a fan (16, 19, 21) and a regenerative heat exchanger (7) and arranged in connection with the space (1-5) and the open air for alternately producing - exhaust air pulses and supply air pulses, the fan (16, 19, 21) having a radial fan wheel (16) with a housing (19, 21) which is pivotable in the axis of rotation of the fan wheel (16) and has its inlet opening (25) provided with a brought-in reversing damper (2N) and thereby allows any of the suction of the fan and pressure sides to be connected to the open while connecting the remaining side to the served space (1-5), characterized in that the pivotability of the fan cover (19, 21) allows the complete rotation of the fan cover, that locking means (27 , 28) are arranged to hold the fan cover (19, 21) fixed in two positions, one of which provides exhaust air pulse and the other supply air pulse, and that the blocking means (27, 28) are arranged to momentarily release the fan cover for rotation 180 °, driven by the air flow through the fan.

Installation according to claim 6, characterized in that the blocking means (27, 28) are arranged to effect repeated, frequent switching between said pulses, so that the pulse times become shorter than 5% of the air change time of the space, [preferably .0,5¿-¿1% of the room's ventilation time ~ corresponding to a time; of a maximum of 60 sec or before