SE516900C2 - Förfarande och anordning för värme- och fuktutbyte mellan två luftströmmar samt förfarande för styrning av nämnda anordning - Google Patents

Description

20 25 30 n nu: n n v nu 516 9 0 0 - :šï- Anordningar och förfaranden för värme- och fuktutbyte mellan två luftströmmar är kända. Sådana anordningar och förfaranden utnyttjas för att förbättra inomhusluften i t ex små hus och byggnader, dvs att kyla och att torka den uteluft, som inmatas i en byggnad, under sommaren och att värma och befukta denna luft under vintern innan densamma inmatas i byggnaden.

Det uppstår emellertid ett problem då uteluften är varm och fuktig, dvs då uteluftstemperaturen överstiger 35°C och vattenhalten hos uteluften är större än ll g/kg luft, eftersom de kända anordningarna icke kan behandla sådan luft på rätt sätt.

Det uppstår även ett problem med energiförbrukningen, vilken ofta är relativt hög. Energin utnyttjas antingen för att regenerera en avfuktningsanordning under sommaren eller att värma tilluften under vintern. Energiproduktionen kan dessutom resultera i luftförorening, och särskilt i oönskat utsläpp av C02. Det är därför önskvärt att åstadkomma ett förfarande och en anordning medelst vilken det är möjligt att spara energi.

Syftet med föreliggande uppfinning är att eliminera de ovan- nämnda nackdelarna samt att åstadkomma ett förfarande och en anordning, vilken kan arbeta under de ovannämnda betingelserna och medelst vilken det även är möjligt att minimera energiför- brukningen.

Enligt en första aspekt med uppfinningen uppnås detta syfte genom att den andra luftströmmen, innan den matas till avfukt- ningsanordningen, bringas att utbyta värme och fuktighet med den första luftströmmen innan den senare matas till tempera- turväxlaren.

Enligt en andra aspekt med uppfinningen uppnås detta syfte genom att en entalpiutbytesanordning är anordnad i huset och 70070 svensk översåttningdoc; 01-08-15 10 15 20 25 30 5 16 9 0 0 §íï= - inrättad att behandla den först och den andra luftströmmen för utbyte av värme och fuktighet mellan luftströmmarna, innan den andra luftströmmen matas igenom avfuktningsanordningen respektive den första luftströmmen matas igenom befuktningsanordningen.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, vilken är en perspektivvy av en anordning enligt uppfinningen och i vilken två olika driftssätt visas, dvs sommar- och vinterdriftssättet.

För att bättre förstå förfarandet enligt uppfinningen beskrivs först en anordning för utövande av förfarandet.

I figuren àskàdliggörs en anordning enligt uppfinningen för utbyte av värme och fuktighet mellan två luftströmmar, varvid den första av luftströmmarna matas från det inre av en byggnad till den omgivande luften och den andra av luftströmmarna matas från den omgivande luften till det inre av byggnaden.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar anordningen ett hus, som är uppdelat i en undre enhet 1 och en övre enhet 2. Varje enhet är även uppdelad i en första och en andra avdelning för överföring av de tvà luftströmmarna var för sig i de tvà avdelningarna.

I ett första driftssätt, sommardriftssättet, matas den första luftströmmen, frànluft, som àskàdliggörs med en tunn svart pil i figuren, genom ett inlopp 3 i den första avdelningen, vilket inlopp 3 är anordnat i en första ände av den nedre enheten 1, medelst en fläkt 11. Den första luftströmmen matas sedan genom ett filter 12 och därefter genom en entalpiutbytesanordning 13, i vilken de tvà luftströmmarna utbyter värme och fukt med varandra. Fràn entalpiutbytesanordningen 13 matas den första luftströmmen genom en befuktningsanordning 14, i vilken den 70070 svensk översåttningdoc; 01-08-15 10 15 20 25 30 516 900 šïï* första luftströmmen kyls och befuktas, och därifràn till enhetens 2 första avdelning. I den första avdelningen matas frànluften genom en temperaturväxlare 21 av tvärflödes- eller rotationstyp för utbyte av endast värme med den andra luftströmmen, och därefter genom en uppvärmningsanordning 22 och slutligen genom en avfuktningsanordning 23. Den första luftströmmen eller endast en del av den första luftströmmen, som är uppvärmd i uppvärmningsanordningen 22, utnyttjas för regenerering av avfuktningsanordningen 23, som företrädesvis utgörs av en adsorptions- eller absorptionsavfuktnings- anordning. Den första luftströmmen utmatas därefter via ett utlopp 5 i den första avdelningen till den omgivande luften.

Den andra luftströmmen, uteluft, som àskàdliggörs med en tjock svart pil i figuren, matas via ett inlopp 4 i den andra avdel- ningen, vilket inlopp 4 är anordnat i den andra änden av den undre enheten 1, medelst en fläkt 24. Den andra luftströmmen transporteras därefter genom ett filter 15, och fràn filtret 15 via den ovannämnda entalpiutbytesanordningen 13. Därefter överförs den andra luftströmmen till den övre enhetens 2 andra avdelning och genom avfuktningsanordningen 23, därefter genom värmeväxlaren 21 och slutligen genom en ytterligare uppvärm- ningsanordning 25 respektive en ytterligare befuktnings- anordning 26, innan densamma utmatas via ett utlopp 6 i den andra avdelningen till byggnaden. Uppvärmningsanordning 25 och befuktningsanordning 26 är ej verksamma i detta driftssätt.

Befuktningsanordningen 26 kan utnyttjas såsom ett andra kyl- steg under detta driftssätt. I detta fall ersätts befuktnings- anordningen 26 med en kylanordning med inga befuktningsegen- skaper.

Funktionen hos temperaturväxlaren är att utbyta värme och ingen eller mycket lite fukt mellan de två luftströmmarna. 70070 svensk översåttning.doc; 01-08-15 10 15 20 25 30 516 900 I det andra driftssättet, vinterdriftssättet, bringas temperaturväxlaren och adsorptions- eller absorptionsrotorn icke att rotera eller om värmeväxlaren är en tvärflödesvärmeväxlare förbileds den första luftströmmen förbi värmeväxlaren, varvid systemet fungerar sàsom en värme- och fuktighetsàtervinningsanordning under utnyttjande av endast entalpirotorn 13. Uppvärmningsanordningen 25 och befuktnings- anordningen 26 utnyttjas för att värma och befukta den första luftströmmen till komfortabla inomhusförhàllanden.

De två uppvärmningsanordningarna 22, 25 hos anordningen enligt uppfinningen utnyttjar företrädesvis fjärrvärme för uppvärm- ning av den första respektive den andra luftströmmen. Det är emellertid uppenbart för fackmannen att andra typer av energi, särskilt billiga sådana, såsom naturgas eller soluppvärmt vatten, eller andra värmekällor som bygger pà avfallsför- bränning, kan utnyttjas för uppvärmning av desamma.

I olika utföringsformer av uppfinningen kan entalpiutbytes- anordningen 13 utgöras av ett entalpihjul eller ett tvär- flödesentalpiutbytesblock. Pà liknande sätt kan befuktnings- anordningarna 14 och 26 utgöras av evaporativa kylare, och värmeväxlaren 21 kan utgöras av ett temperaväxlarhjul eller en plattvärmeväxlare av tvärflödestyp.

Avfuktningsanordningen 23 utgöres dessutom företrädesvis av en adsorptions- eller absoptionsavfuktarrotor.

I en annan utföringsform av uppfinningen kan befuktnings- anordningen 14 och temperaturväxlaren 21 ersättas av en enda indirekt evaporativ värmeväxlare, dvs en indirekt evaporativ kylare, som utnyttjas för att kyla tilluften.

I en annan utföringsform av uppfinningen kan den ovannämnda entalpiutbytesanordningen, avfuktningsanordningen och värme- 70070 svensk översättningxíoc; 01-08-15 10 15 20 25 30 516 900 växlaren vara försedda med organ för att styra dess kapacitet, såsom är känt av fackmannen.

Dessutom i utföringsformer i Vilka man utnyttjar tvärflödes- värmeväxlare snarare än rotationsvärmeväxlare eller entalpi- utbytesanordningar kan icke visade spjäll vara anordnade för att förbileda luften runt dessa anordningar eller grupper av anordningar, av vilka värmeväxlarna är inbegripna såsom organ för reglering av kapaciteten.

Fördelarna med anordningen enligt uppfinningen är att den uppvisar mycket låg energiförbrukning jämfört med kända anordningar, att den åstadkommer individuell styrning med avseende på fukt- och kylkrav och att den arbetar vid högre omgivande specifik luftfuktighet än kända med torkmedel arbetande kylanordningar.

Förfarandet enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas.

Den första luftströmmen, frànluft, matas först, sett såsom i flödesriktningen för denna luftström, genom inloppet 3 i den undre enhetens 1 första avdelning medelst fläkten 11, varefter den transporteras genom filtret 12 och entalpiutbytesanord- ningen 13. Därefter transporteras den första luftströmmen genom befuktningsanordningen 14, från vilken den matas till den övre enhetens 2 första avdelning. I den övre enheten 2 transporteras den genom dels den med tvärströmning arbetande värmeväxlaren 21, dels uppvärmningsanordningen 22 och dels befuktningsanordningen 23, varefter den utmatas via utloppet 5 till den omgivande luften.

Den andra luftströmmen, uteluft, matas först, sett i flödes- riktningen för denna luftström, genom inloppet 4 i den nedre enhetens 1 andra avdelning medelst en fläkt 24 och därefter genom filtret 15 och entalpiutbytesanordningen 13. Därifrån 70070 svensk översättning.doc; 01-08-15 516 900 transporteras den andra luftströmmen till den Övre enhetens 2 andra avdelning. I den övre enheten 2 transporteras den andra luftströmmen genom dels avfuktningsanordningen 23, dels den med tvärströmning arbetande värmeväxlaren 21, dels den ytter- ligare uppvärmningsanordningen 25 och dels den ytterligare befuktningsanordningen 26, varefter den utmatas via utloppet 6 i byggnaden. 70070 svensk översâttningdoc; 01-08-15

Claims (14)

10 15 20 25 516 900 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för värme- och fuktutbyte mellan tvà luftströmmar, varav en är varm och fuktig, átminstone under en första del av áret, varvid en första luftström matas fràn det inre av en byggnad till den omgivande luften och en andra luftström matas fràn den omgivande luften till det inre av byggnaden, varjämte den första luftströmmen kyls evaporativt och matas därefter genom en temperaturväxlare, varefter den överförs till en uppvärmningsanordning och därefter genom en avfuktningsanordning innan den utmatas till den omgivande luften, under det att den andra luftströmmen transporteras genom avfuktningsanordningen och därefter genom temperatur- växlaren, varpà den kyls i en evaporativ kylare innan den släpps ut i det inre av byggnaden, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra luftströmmen, innan den matas till avfuktningsanordningen, bringas att utbyta värme och fuktighet med den första luftströmmen innan den senare kyls.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra luftströmmen är, átminstone under en andra del av àret, kallare och mindre fuktig i absoluta termer än den första luftströmmen, och att den första luftströmmen endast bringas att utbyta värme och fuktighet med den andra luftströmmen.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra luftströmmen transporteras genom en ytter- ligare uppvärmningsanordning efter att ha transporterats genom temperaturväxlaren.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra luftströmmen transporteras genom en ytter- 70070 svensk godkänd översättning; 01-10-25 lO 15 20 25 30 s 1 e 900 - ligare befuktningsanordning innan eller efter det att den har transporterats genom den ytterligare uppvärmningsanordningen.

5. Anordning för värme- och fuktutbyte mellan två luft- strömmar, av vilka en är varm och fuktig, åtminstone under en första del av àret, varvid den första av luftströmmarna är inrättad att matas fràn det inre av en byggnad till den omgi- vande luften, och den andra av luftströmmarna är inrättad att matas från den omgivande luften till det inre av byggnaden, varvid anordningen innefattar ett hus (1, 2), som är uppdelat i en första och en andra avdelning, och organ (ll, 24) för transportering av de tvà luftströmmarna var för sig i avdel- ningarna, en befuktningsanordning (14) för kylning och befukt- ning av den första luftströmmen, en temperaturväxlare (21) för utbyte av värme mellan de två luftströmmarna, en uppvärmningsanordning (22) för uppvärmning av den första luftströmmen, och en avfuktningsanordning (23) den andra luftströmmen, varjämte den första luftströmmen är (23) inrättad att matas genom avfuktningsanordningen för regenerering av densamma, k ä n n e t e c k n a d a v att en entalpiutbytesanordning (13) är anordnad i huset (l, 2) och inrättad att behandla den andra luftströmmen och den första luftströmmen för utbyte av värme och fuktighet mellan luftströmmarna innan den andra luftströmmen transporteras genom avfuktningsanordningen (23) respektive den första luftströmmen transporteras genom befuktningsanordningen (14).

6. Anordning enligt patentkravet 5, varvid den andra luft- strömmen är, àtminstone under en andra del av âret, mindre fuktig i absoluta termer än den första luftströmmen, (21) och k ä n n e t e c k n a d a v att värmevåxlaren avfuktningsanordningen (23) är deaktiverad under denna andra del av året antingen genom att man stoppar rotationen hos temperaväxlaren eller entalpiutbytesanordningen eller genom att 70070 svensk översättningdoc; 01-08-15 för torkning av kallare och 10 15 20 25 516 900 šïï* 10 man förbileder luftströmmen runt anordningarna, eller om anordningarna är av typen stationära block via ett antal spjäll.

7. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att entalpiutbytesanordningen (13) utgörs av ett entalpihjul.

8. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att entalpiutbytesanordningen (13) utgörs av ett entalpiutbytesblock av tvärströmningstyp.

9. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att temperaturväxlaren (21) utgörs av ett temperaturväxlarhjul.

10. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att temperaturväxlaren (21) utgörs av en tvärströmsvärmeväxlare.

11. ll. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att en kylanordning är anordnad i den andra avdelningen efter temperturväxlaren (21), sett i flödesriktningen för den andra luftströmmen.

12. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att en ytterligare uppvärmningsanordning (25) är anordnad i den andra avdelningen efter temperaturväxlaren (21), sett i flödesriktningen för den andra luftströmmen.

13. Anordning enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d a v att en ytterligare befuktningsanordning (26) är anordnad i den andra avdelningen efter den ytterligare uppvärmnings- (25) , anordning sett i flödesriktningen för den andra luftströmmen. 70070 svensk översâttningdoc; 01-08-15 10 516 900 ll

14. Förfarande för styrning av anordningen enligt något av patentkraven 6-12, k à n n e t e c k n a t a v att reglering av fuktigheten àstadkommes genom reglering av en eller flera av följande anordningar, uppvärmningsanordningen (22), hastigheten hos adsorptions- eller absorptions- avfuktningsrotorn (23), avfuktningsanordningen (26) eller entalpiutbytesanordningen (21), och att temperaturreglering uppnås genom reglering av en eller flera av följande anordningar, uppvärmningsanordningen (25), temperaturväxlaren (21), befuktningsanordningen (14), den ytterligare befukt- ningsanordningen (26) eller entalpiutbytesanordningen (13). v sann n 70070 svensk översättningdoc; 01-08-15