SE534398C2 - Förfarande och anordning vid en ventilationsanordning - Google Patents

Abstract

Ett förfarande för värme- och fuktåtervinning i en ventilationsanläggning innefattar stegenatt varm och fuktig frånluft (4) kyles mot en kondensationsyta (10) i en värrneväxlare (1)varvid bildat kondensat (12) uppsarnlas. Inkommande torr och kall tilluft (7) värmes påkondensationsytans (10) motsatta sida och utfallt kondensat (12) finfördelas och tillförestilluften (7) såsom en aerosol (13) vid värrneväxlarens (1) inlopp (8) för tilluft (7). Finför- delningen sker med hjälp av en piezo-elektrisk dimgenerator (15). En anordning för värme- och fuktåtervinning i en värmeväxlare (1) i en ventilations-anläggning har en kondensationsyta (10) i värrneväxlarens (1) frånluftssida (2) samt enuppsamlingsanordning (11, 14) för kondensat (12). Vid inloppet (8) till värmeväxlarens (1)tilluftssida (3) är det anordnat en piezo-elektrisk dimgenerator (15), vilken matas med kondensat (12) och vilken avger en aerosol (13) av vatten till inloppet (8) Fig 2

Description

534 398 2 kommer den relativa fuktigheten efter uppvärmningen att minska till ca 20 %, vilket är ett alldeles för lågt värde. Å andra sidan innehåller 22 gradigt inneluft med 50 % relativ fuktighet ungefär 10 g/m3.

Om denna varma och fuktiga luft kyles till 0°, så innebär detta att ungefär 6 g vatten per m3 faller ut i form av kondensat. Normalt brukar detta kondensat avledas till ett avlopp.

Om uppfuktning av den uppvärmda uteluften skall ske innebär detta en ganska stor energi- tillförsel eftersom det tillförda vattnet måste förångas genom tillförsel av ångbildnings- värme.

Det är tidigare känt värmeväxlare där skiljeväggen mellan värmeväxlarens varma och kalla sida är fuktgenomtränglig och exempelvis kan innehålla ett salt som binder fuktigheten.

Fuktigheten vandrar igenom väggen och tillförs, åtminstone delvis till tillufien.

En värmeväxlare av detta slag kan inte regleras vad avser uppfuktriingen av tilluften varför betydande problem kan uppstå vid vissa väderlekssituationer. Vidare är fuktövergången i en värmeväxlare av detta slag ofullkomlig genom att det mesta av fränluftssidans fukt- utfallning sker i den kallaste delen, där luften på värmeväxlarväggens andra sida på grund av sin låga temperatur har låg fuktupptagningsförrnåga.

PROBLEMSTÄLLNING Den föreliggande uppfinningen har till ändamål att så utfonna det inledningsvis antydda förfarandet att en uppfuktning av tilluften kan ske under användning av frånlufiens värmeinnehåll för förångning. Uppfinningen har vidare till ändamål att så utforma för- farandet att goda möjligheter finns för noggrann reglering av den relativa fuktigheten i tilluften samt därutöver goda möjligheter till rengöring.

Beträffande anordningen har uppfinningen till ändamål att så utfonna denna att en analog målsättning uppnås. 534 398 PROBLEMLÖSNING Den till grund for uppfinningen liggande målsättningen uppnås beträffande förfarandet om detta kännetecknas därav, att dimman tillfores till tilluften vid inloppet till värmeväxlarens tilluftssida.

Den till grund for uppfinningen liggande målsättningen uppnås beträffande anordningen om denna kännetecknas därav, att finfórdelningsanordningens utlopp for dimma har strömningsfórbindelse med tilluftssidans inloppsområde.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas närmare enligt hänvisning till bifogade ritningar. På dessa visar: tig l en schematisk vy av en värmeväxlare enligt tidigare känd teknik; fig 2 värmeväxlaren enligt fig l, dock modifierad enligt uppfinningen; och fig 3 en undre del av en något modifierad utföringsforrn av värmeväxlaren enligt fig 2.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I fig 1 avser hänvisningsbeteckningen l en värmeväxlare vilken arbetar i motström och vilken har en frånluftssida 2 och en tilluftssida 3. Frånluftssidan kan också kallas värme- växlarens varma sida och tilluftssidan dess kalla sida. Frånlufien 4 strömmar enligt pilarna uppifrån och nedåt i figuren från ett frånluftsinlopp 5 till ett frånlufisutlopp 6. På mot- svarande sätt strömmar tilluften 7 enligt de streckade pilama i riktning nedifrån från ett tilluftsinlopp 8 i riktning uppåt till ett tilluftsutlopp 9. Skiljeväggen 10 mellan frånlufts- sidan 2 och tilluftssidan 3 består av ett värrneledande material, som är gastätt och ogenom- trängligt för vatten, såsom koppar, aluminium eller vissa plastkvaliteter. Väggtjockleken är så liten att man kan benämna väggen en folie. 534 398 Om man antar att den inkommande tilluften 7 vid tilluftsinloppet 8 är 0-gradig och har en relativ fuktighet på 80 %, så kommer åtminstone de i figuren undre delama av skilj eväggen att få en temperatur i närheten av 0°. Om då den inkommande frånluften antas ha en tem- peratur på 22° och en relativ fuktighet på ca 50°, så kommer en kondensering att ske mot skiljeväggen 10, åtminstone vid dennas undre delar. Härigenom utgör skiljeväggen också en kondensationsyta, där hänvisningsbeteckningen 12 antyder droppar av utfallt kondensat, dvs destillerat vatten. Vid de givna fuktighets- och temperaturfórhållandena kan så mycket som 6 g vatten per m3 genomströmmad frånluft fällas ut i form av ett kondensat, som samlas upp i en uppsamlare 11 och som traditionellt har avletts till ett avlopp.

Med de ovan givna temperatur- och fuktighetsfórhållandena kommer den från tillufts- utloppet 9 avgående tilluften att få en temperatur i närheten av 20° men en relativ fuktighet som drastiskt har minskat under de ursprungliga 80 % till ett värde i storleksordningen %.

I fig 2 har värrneväxlaren i fig l kompletterats för tillämpning av uppfinningen. Mot- svarande detaljer har motsvarande hänvisningsbeteckningar i de båda figurema.

I utfóringsforrnen enligt tig l slutar uppsamlaren ll i ett avlopp för upptagning av konden- satet. I utforingsformen enligt fig 2 har tillkommit en finfórdelningsanordning eller enklare uttryckt en dimgenerator 15, vilken har egenskapen att ñnfórdela vatten i vätskefas till ytterst små, luñfbuma partiklar i vätskefas, dvs en arerosol. Dimgeneratorn ger sålunda en fin vattendimrna 13, där de enskilda vattenpartiklarna är så små att de inte vidhäftar på de ytor, som de eventuellt kan stöta mot och vidare håller sig svävande i luften under långa tidsperioder. Vidare gäller att dimgeneratom 15 har ledningsfórbindelse med uppsamlaren 11, så att åtminstone en del av kondensatet kan föras över till dimgeneratorn 15 via dennas inlopp 14. Genom att dimgeneratoms 15 avlopp for dimma 13 är placerat vid inloppet 8 till värmeväxlarens tilluftssida 3 kommer de svävande vattenpartiklarna i aerosolen eller dimman 13 att följa med strömningen enligt pilarna 7, så att temperaturen undan for undan höjes och så att det sker en fórångning av de små vattenpartiklarna. Härvid tages ångbild- ningsvärmet från det värme, som avges från frånluften 4 i värmeväxlarens frånluftssida 2. 534 393 Genom att dimgeneratom 15 är placerad på det visade sättet kan processen styras på ett sådant sätt att inga vattenpartiklar i vätskefas finns kvar i tilluften 7 vid dennas utlopp 9.

Härigenom vinnes den fördelen att bakterier inte kan spridas in i det utrymme, vartill tilluñen avges.

De ovan givna temperatur- och ftiktighetsförhållandena är representativa för vinterklimat i södra Sverige. Under andra årstider kan det finnas en anledning att inte befukta den inkommande uteluften i 7 samma omfattning som under vinterklimat. Av denna anledning har ledningsförbindelsen mellan uppsamlaren ll och dimgeneratom 15, speciellt dess inlopp 14, en reglerutrustning medelst vilken flödet kan regleras eller helt avbrytas. På motsvarande sätt är själva dimgeneratorn 15 kopplad till ett reglersystem medelst vilket den avgivna mängden dimma per tidsenhet kan styras i beroende av den relativa fuktig- heten i det utrymme vartill tilluften avges.

Dimgeneratorn 15 kan vara av flera olika slag och innefatta ett iörstoftriingsmunstycke, som matas med vatten under högt tryck. Ett armat altemativ kan vara att fördela inkom- mande vatten till den aktuella dimman med hjälp av tryckluft eller med hjälp av en roterande skiva eller en kopp. Dock torde den mest praktiska dimgeneratorn vara en dimgenerator, med en piezo-elektrisk platta 16, vilken matas med högfrekvent växel- spänning.

Oavsett dimgenerators 15 funktionssätt är det viktigt att de luftburna vattenpartiklarna är små, mindre än 100 pm och helst i storleksintervallet 3-20 pm.

Genom att det vatten, som dimgeneratom 15 matas med är ett kondensat är det fritt från lösta salter såsom vanligtvis förekommer i vattenledningsvatten. Detta innebär att någon utfállning av saltpartiklar i luften inte kan ske då kondensatet är rent destillerat vatten.

I fig 3 visas i större skala det undre partiet av en värmeväxlare utförd med ett exempel på en piezo-elektrisk dimgenerator 15. I figuren har en piezo-elektrisk platta fått hänvisnings- beteckningen 16 men dess ledningsanslutningar till en källa för växelspärming är inte visade. I fig 3 har vidare uppsarnlings- och ledningsorganen l 1, 14 givits en något annor- 534 398 6 lunda konstruktiv utformning än vad som visas i fig 2. Det framgår av fig 3 att en nivå- reglering kan ske i den vattenbehållare 17 som ingår i dirngeneratorn 15. Vidare illustreras med pilarna 13 den avgående vattendimman eller aerosolen.

För att fördela den avgående vattendimman 13 så väl som möjligt i hela luftflödet i den inkommande tilluften 7 är det vid tilluftssidans inlopp 8 anordnat en dimfordelare 18, som sprider dimman och skapar turbulens.

Claims (7)

10 15 20 25 30 534 398 PATENTKRAV

1. Förfarande för att i en ventilationsanordning överföra värme och fuktighet från avgående frånluft (4) till inkommande tilluft (7) innefattande stegen: att värme uttages från frånluften i en frånluftssida (2) i en värmeväxlare (1), att uttaget värme åtminstone delvis överföres till tilluften (7) i en tilluftssida (3) i värmeväxlaren, och att av frånluften buren fuktighet bindes i frånluftssidan genom kondensering (12) i värmeväxlarens (l) fiånlufissida (2), att utfallt kondensat uppsamlas, att åtminstone en del av kondensatet finfördelas till en aerosol eller dimma (13) av små, luftburna vattenpartiklar i vätskefas och tillföres tilluften (5), kännetecknat därav, att dimman (13) tillfóres till tilluften (5) vid inloppet (8) till värmeväxlarens (1) tilluftssida (3).

2. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknar därav, att dimmans (13) vatten- partiklar ges en storlek < 100 um, företrädesvis i området 20-3 um.

3. Förfarande enligt något av kraven l eller 2, kännetecknat därav, att dimman (13) genereras medelst en piezo-elektrisk platta (16), vilken hålles nersänkt i kondensatet och vilken drives med en högfrekvent växelspånning.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat därav, att tillförseln av dimma (13) regleras i beroende av den relativa fuktigheten i det utrymme, till vilket tilluf- ten avges.

5. Anordning för att i en ventilationsanordning överföra värme och fuktighet från avgående frånluft (4) till inkommande tilluft (7) innefattande: en värmeväxlare (1) med en tilluftssida (3) och en frânluftssida (2) och medel för bindning av fukt och åtmin- stone delvis överföring av denna till tilluften, varvid medlen för bindning och överföring av fukt innefattar en av tilluften (7) kyld kondensationsyta (10) i frånlufissidan (2), uppsarnlings- och ledningsorgan (1 1, 14) för uppsamling av kondensatet, en ñnfórdel- 10 15 534 398 8 ningsanordning (15) for finfordelning av kondensatet till en aerosol eller dimma (13) av små, luftburna vattenpartiklar i vätskefas, varvid uppsamlings- och ledningsorganen är anordnade att avge kondensat till finfórdelningsanordningen, kännetecknar! därav, att finfördelningsanordningens (15) utlopp for dimma (13) har strömningsförbindelse med tilluftsidans (3) inloppsområde (8).

6. Anordning enligt kravet 5, kännetecknad därav, att finfórdelningsanord- ningen (15) innefattar en piezo-elektrisk platta (16), vilken har ledningsförbindelse med en källa för högfrekvent växelspänning.

7. Anordning enligt kravet 5 eller 6, kännetecknad av en regleranordning, vilken som insignal använder den relativa fuktigheten eller en denna representerande parameter i det utrymme, vartill tilluften avges, och vilken är anordnad att styra driften av finfórdelningsanordningen (15) eller tillforseln av kondensat till denna för styming av den relativa fuktigheten i det utrymme, vartill tilluften avges.