SE536313C2 - Förfarande för kylning innefattande ett berglager - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för kylning av inomhusmiljö i hus med hjälp av en kylanläggning, samt en kylanläggning för kylning avinomhusmiljö. Kylanläggningen innefattar ett kyllager i form av ett berglager,ett kylsystem för kylning av inomhusmiljön och ett kylmedium för transport avkyla. Kylanläggningen har endast en kylmod och endast en laddningsmod. Ikylmod kyls kylmediet med kyla från berglagret, och matas kylsystemetendast med kylmedium som kylts endast med kyla från berglagret. Iladdningsmod kyls kylmediet endast med uteluft och/eller markkyla ochberglagret kyls endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/ellermarkkyla.

Description

536 313 2 I många kända anläggningar och förfaranden är det således problem med komplexa system som ofta går sönder, är svåra att reparera och som är komplicerade att reglera.

Sammanfattning av uggfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åtminstone mildra något av ovanstående problem och att åstadkomma ett förbättrat förande och en förbättrad anläggning av det inledningsvis nämnda slaget.

Detta ändamål uppnås medelst förfarandet enligt patentkrav 1 samt medelst anläggningen enligt patentkrav 15. Fördelaktiga utföringsfonner av uppfinningen anges i underkraven.

Således realiseras uppfinningen enligt en första aspekt medelst ett förfarande för kylning av inomhusmiljö i hus med hjälp av en kylanläggning.

Kylanläggningen innefattar ett kyllager i form av ett berglager, ett kylsystem för kylning av inomhusmiljön och ett kylmedium för transport av kyla, varvid Kylanläggningen har endast en kylmod och endast en laddningsmod.

Förfarandet innefattar stegen att, i kylmod, kyla kylmediet med kyla från berglagret, mata kylsystemet endast med kylmedium som kylts endast med kyla från berglagret, och att, i laddningsmod. kyla kylmediet endast med uteluft och/eller markkyla, och att kyla berglagret endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen tillhandahålls en kylanläggning för kylning av inomhusmiljö i hus, vilken kylanläggning har endast en kylmod och endast en laddningsmod. Kylanläggningen innefattar ett kylsystem, ett kyllager i form av ett berglager och ett kylmedium för transport av kyla.

Kylanläggningen är så anordnat att, i kylmod, kylmediet är exponerat för kyla endast från berglagret för kylning av kylmediet, berglagret är förbundet med kylsystemet för transport av endast kylmedium som kylts endast av berglagret från berglagret till kylsystemet för kylning av inomhusmiljön, och så att, i laddningsmod, kylmediet är exponerat för kyla från endast uteluft och/eller mark för kylning av kylmediet, och berglagret är förbundet med det av kyla från endast uteluften och/eller marken kylda kylmediet, för tranport av endast 535 313 3 det av kyla från endast uteluften och/eller marken kylda kylmediet till berglagret för kylning av berglagret.

Uppfinningen baseras således på en insikt om att det är möjligt att driva en kylanläggning med ett kylmedium som bara kyls av kyla från ett berglager, även om berglagret inte aktivt kylts med annat än uteluft och/eller markkyla.

Tack vare att all kyla i systemet således kommer från berglagret, kall uteluft och/eller kall mark, kan man enligt uppfinningen helt avstå från kylmaskiner såsom värmepumpar eller luftkonditioneringsaggregat. Eftersom uppfinningen vidare i kylmod arbetar med endast en kylkälla, nämligen kyllagret, är anläggningen enligt uppfinningen enklare att styra och reglera än kända anläggningar där kylmaskiner ska kontrolleras och fås att samverka med eventuell kyla från berg eller annat. Därmed tillhandahåller uppfinningen ett enklare system som innefattar färre komplexa enheter och som är enklare att styra.

Uppfinningen avser kylning av inomhusmiljö i hus. Termen "hus" avser att omfatta alla slags byggnader som innehåller ett eller flera utrymmen avgränsade av golv, väggar och tak för åtskillnad mellan utrymmen med olika klimat, som väsentligen är belägna ovan mark och som i huvudsak är avsedda för bostäder eller lokaler, till exempel kommersiella lokaler såsom kontorslokaler eller affärslokaler. Termen "inomhusmiljö" avser utrymmen inuti huset och omfattar till exempel luften inuti ett rum. Termen ”uteluft", avser luft som finns utanför huset. Termen "markkyla" avser kyla som finns i de övre lagren i marken, såsom kyla från jorden nära markytan.

Uppfin ningen innefattar ett kyllager i forrn av ett berglager, vilket kan vara av godtyckligt slag, såsom till exempel ett borrhålslager eller ett lager innefattande ett eller flera hålrum.

Enligt uppfinningen kan kyla lagras i berglagret på godtyckligt sätt, såsom till exempel i en lagerfluid elleri själva berget. Lagerfluiden kan vara anordnad i hålrum i berglagret, den kan vara väsentligen stillastående eller anordnat att cirkulera. Lagerfluiden kan vara en godtycklig lämplig gas, såsom luft, eller en lämplig vätska, såsom vatten med eller utan tillsatser. En möjlig typ av tillsats är frostskyddsmedel såsom till exempel etanol. Vid 535 313 4 lagring i berg kan lagerfluiden vara anordnad för överföring kyla till själva berget via borrhål.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är berglagret ett borrhàlslager där slangar har placerats i borrhålen. l slangarna cirkulerar en lagerfluid i form av vatten utan tillsatta frostskyddsmedel. En fördel härmed är att om berglagret skulle läcka, så läcker endast för miljön oskadligt vatten ut.

Uppfinningen kan innefatta ett kylmedium av godtyckligt lämpligt slag såsom till exempel en lämplig vätska, till exempel vatten med eller utan tillsatser. Enligt en utföringsform av uppfinningen är kylmediet vatten med tillsatser av frostskyddsmedel såsom etanol. Denna utföringsform är fördelaktig eftersom kylmediet då inte fryser lika lätt när det är minusgarder på vintern och uppfinningen arbetari kylmod. Andra utföringsformer där kylmediet utgörs av vatten utan frostskyddsmedel är fördelaktiga på grund av att de väsentligen inte påverkar miljön vid eventuellt läckage och att de underlättar drift och underhåll.

Uppfinningen innefattar ett kylsystem. Normalt innefattar kylsystemet flera olika komponenter för transport av kylmediet från kylkällan till den inomhusmiljö som ska kylas. Exempel på komponenter i ett kylsystem enligt uppfinningen är rörledningar, slangar eller liknande för transport av kylmediet, pumpar för matning av kylmediet och ventiler för styrning av kylmediet till olika ledningar i kylsystemet och/eller reglering av kylmediets flöde, till exempel hastighet och volym. Kylsystemet kan också innefatta mätanordningar för mätning av flöden och/eller temperaturer och en styranordning för styrning av kylsystemet, tillexempel genom reglering av kylmediets väg och flöden. Styranordningen kan styra kylsystemet så att önskad kylning av inomhusmiljön erhålles. Denna styrning kan ske med eller utan återkoppling av till exempel temperaturer på inomhusmiljön, kylmediets temperatur i kylpositionen eller andra lämpliga referensvärden. Kylsystemet kan också innefatta en energikälla såsom ett strömaggregat eller vara anslutet till nätström för drivning av pumpar, ventiler eller annat i kylsystemet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar kylsystemet åtminstone en värmeväxlaranordning. Med termen "värmeväxlaranordning" avses en anordning för överföring av kyla från ett medium till ett annat. Vanligtvis kyls 535 313 ett första medium av ett andra medium tack vare att värme överförs från det första mediet till det åtminstone från början kallare, andra mediet.

Värmeväxlaranordningen kan vara av godtyckligt lämpligt slag, till exempel av någon i sig känd konstruktion innefattande intill varandra liggande rör med omväxlande det ena och andra mediet eller metallplattor inuti vilka ett första medium strömmar och vilka på utsidan har kontakt med ett andra medium.

Värmeväxlaranordningen kan vara anordnad att överföra kyla mellan vätskor, gaser eller mellan en vätska och en gas.

Uppfinningen kan innefatta en kylvärmeväxlaranordning för överföring av kyla från kylmediet till luft för kylning av inomhusmiljön, en lagervärmeväxlaranordning för överföring av kyla från lagervätskan till kylmediet, och/eller en laddningsvärmeväxlaranordning för överföring av kyla från uteluften till kylmediet och/eller för överföring av kyla från marken till kylmediet. Härvid kan varje värmeväxlaranordning innefatta en eller flera, nära eller långt från varandra belägna enheter. Till exempel kan laddningsvärmeväxlaranordningen innefatta en första värmeväxlaranordning för överföring av kyla från uteluften till kylmediet i form av ett konventionellt värmebatteri och en andra värmeväxlaranordning för överföring av kyla från marken till kylmediet i form av ledningsslingor med kylmedium nergrävda i markens ytskikt. Ofta innefattar kylanläggningen enligt uppfinningen även ett flertal kylvärmeväxlaranordningar, varvid vanligtvis åtminstone en kylvärmeväxlaranordning är placerad i varje rum i huset som ska kylas, till exempel an kylvärmeväxlaranordning i varje kontorsrum när anläggningen är monterad i en kontorsfastighet.

Enligt uppfinningen kan inomhusmiljön således kylas med hjälp av en kylvärmeväxlaranordning som överför kyla från kylmediet direkt till luften i inomhusmiljön. Enligt uppfinningen kan dock inomhusmiljön kylas även på andra sätt, till exempel genom att kylmediet överför kyla till väggar eller andra kroppari inomhusmiljön. Ibland kan dessa kroppar sedan i sin tur användas för kylning av luften i inomhusmiljön. Det är också möjligt att låta ventilationsluft passera en av kylmediet kyld kropp såsom en kylvärmeväxlaranordning, som kan vara placerad i inomhusmiljön eller 536 313 6 separat på avstånd därifrån, för kylning av ventilationsluften innan den strömmar ut i inomhusmiljön.

Enligt uppfinningen kan uteluft avsedd som ventilationsluft användas för kylning av kylmediet i laddningsmod.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är åtminstone delar av kylsystemet, särskilt åtminstone en kylvärmeväxlaranordning, demonterbart monterat i det hus där inomhusmiljön ska kylas. Detta är fördelaktigt eftersom kylsystemet då kan installeras i befintliga hus och dess delar då enkelt kan monteras ned för underhåll eller för byte vid genomgripande ombyggnation eller renovering .

Enligt uppfinningen har kylanläggningen en kylmod och en laddningsmod.

Uppfinningen är därmed anordnad att kunna arbeta i kylmod för kylning av inomhusmiljön och i laddningsmod för laddning av berglagret med kyla.

Uppfinningen kan vara anordnad att arbeta i antingen kylmod eller i laddningsmod, eller i både kylmod och laddningsmod samtidigt. Vanligtvis arbetar uppfinningen i kylmod sommartid och i laddningsmod vintertid. I områden där det är varmt stora delar av året och där man därför också önskar kylning av inomhusmiljön stora delar av året, kan uppfinningen vara i kylmod på dagen och i laddningsmod pà natten. En fördel härmed är att kylan i berglagret räcker längre. Ibland kan det vara betydligt varmare inomhus än utomhus och då kan det vara möjligt att uppfinningen är i kylmod och laddningsmod samtidigt.

Enligt uppfinningen har kylanläggningen endast en kylmod och endast en laddningsmod. Detta innebär att uppfinningen är begränsad avseende möjliga arbetssätt i kylmod och laddningsmod till de föreskrivna, nämligen till att i kylmod vara anordnad att kyla inomhusmiljön med kyla från berglagret som enda kylkälla och att i laddningsmod vara anordnad att kyla berglaget med kall uteluft och/eller markkyla som enda kylkälla. Inom dessa begränsningar täcker föreliggande uppfinning dock många olika utföringsformer.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är kylsystemet utformat utan styrning med hjälp av återkoppling om föreliggande temperatur på den inomhusmiljö som ska kylas. I stället väljs en temperatur på kylmediet som antas åstadkomma önskad kylning och kylmedium med en sådan temperatur 535 3'l3 7 matas fram till den inomhusmiljö som ska kylas, till exempel till en kylvärmeväxlaranordning. Det kan vara möjligt att ställa in systemet så att den valda temperaturen hålls konstant. En fördel med denna utföringsform är att systemet blir ännu enklare och robustare tack vara enkel styrning utan styrsystem innefattande reglering med hjälp av återkoppling av temperatur på ifrågavarande inomhusmiljö. Denna utföringsform är särskilt fördelaktig i hus med många kylvärmeväxlaranordningar, till exempel kontorsfastigheter med en eller flera kylvärmeväxlaranordningar i varje rum, eftersom man då kan undvara regler- och mätutrustning i varje kontorsrum.

Enligt uppfinningen kan kylmediet ges den valda temperaturen på godtyckligt lämpligt sätt, till exempel genom att blanda det kylmedium som matas fram för kylning med recirkulerat, av inomhusmiljön uppvärmt kylmedium.

Enligt en utföringsform av uppfinningen väljs den förbeståmda temperaturen på kylmediet som matas fram till inomhusmiljön för kylning av densamma till minst 19°C och högst 23°C. Därmed erhåller också en eventuell kylvärmeväxlaranordning som är anordnad i huset för kylning av inomhusmiljön en genomsnittstemperatur på minst 19°C och högst 24°C.

Eftersom det enligt termodynamiken inte är möjligt att kyla något till en temperatur som är lägre än temperaturen på det som används för kylning, kan således inomhusmiljön aldrig bli kallare än den valda temperaturen.

Därmed riskeras med denna utföringsform fördelaktigt inte att kylningen blir för kraftig, eller med andra ord, att inomhusmiljön blir för kall. Detta år möjligt även i utföringsformer som saknar återkoppling. För erhållande av önskad kyleffekt kan en eventuell kylvärmeväxlaranordning dimensioners motsvarande större i yta än en konventionell som matas med lägre temperaturer på ifrågavarande kylmedium.

Ytterligare en fördel med den relativt höga frammatningstemperaturen på kylmediet är att kylsystemet enligt denna utföringsform är särskilt lämpligt för användning av berglager som kylkälla. Med en hög frammatningstemperatur på kylmediet kan berglagret tillåtas värmas upp ända till 15 - 16°C och ändå fungera som kylkälla för ett kylmedium som ska kylas till nämnda 19 - 23°C, varför det finns förutsättningar för att kylan i berglagret räcker hela säsongen. 535 313 8 Särskilt är det enligt uppfinningen möjligt att utnyttja berglagret när det har en genomsnittstemperatur på över 8°C och under 16°C, företrädesvis över 10°C och under 15°C.

Till skillnad från åtminstone utföringsformer av uppfinningen, arbetar de flesta kända anläggningar på marknaden med lägre temperaturer på kylmediet (6 - 15°C), innefattar komplexa reglersystem med återkoppling (ibland till och med från varje rum i huset) och måste börja använda tilläggskyla från till exempel kylmaskiner för kylning av kylmediet till önskad låg nivå redan när berglagret har en genomsnittstemperatur på 8 - 10°C.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kyls berglagret i kylmod inte lägre än till en genomsnittstemperatur på 5°C. Tack vare att kylsystemet enligt uppfinningen i kylmod kan använda kylmedium i relativt höga temperaturer, kan ett berglager som från början har en sådan, jämfört med kända berglager för kända anläggningar, hög temperatur, räcka hela säsongen. En fördel med denna utföringsform är att berglagret inte kyls till lägre temperaturer än vad berget naturligt har, vilket är fördelaktigt ur miljösynpunkt. Det är också en fördel med avseende på lagrats förmåga att hålla kylan. Eftersom lagret då har samma temperatur som det omgivande berget undviker man problem med att kyla läcker från lagret. ' I detta sammanhang påpekas att berglagrets temperatur avser en genomsnittstemperatur. Temperaturen i berglagret kan variera beroende på hur nära markytan man mäter eller hur nära den position i berglagret där berglagret interagerar med kylmediet för överföring av kyla till kylmediet man mäter. Om berglagret är av ett sådant slag som innefattar borrhål med vätskefyllda ledningar, kan temperaturen i berglagret också variera beroende på hur nära ett borrhål man mäter. Genomsnittstemperaturen avser således ett genomsitt av många olika temperaturer i berglagret som uppmätts i många olika, l hela berglagret fördelade, representativa positioner.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är berglagret delat i ett första och ett andra delberglager vilka är separerade från varandra. Detta är fördelaktigt eftersom anläggningen då har två separata berglager till förfogande för kylning, vilket möjliggör att man först använder kyla från ett första delberglager och när det värmts upp, använder kyla från det andra 536 313 9 delberglagret. Härigenom åstadkoms att det är möjligt att hämta kyla från ett berglager med låg temperatur en längre tid, eller med andra ord, två mindre delberglager möjliggör fördelaktigt att man kan bibehålla hög kyleffekt längre än vad ett ensamt stort berglager kan. Av motsvarande skäl är det också enklare att ladda två mindre delberglager med kyla än ett stort. Det är också möjligt att dela berglagret i fler än två delberglager.

Enligt uppfinningen kan delberglagern vara helt separata utan kontakt med varandra eller vara kopplade och/eller kopplingsbara till varandra.

Delberglagern kan vara kopplade till varandra så att kylmediet kommer i kontakt med båda delberglager eller så att en lagerfluid strömmar genom båda delberglager. Delberglagren kan vara kopplade i serie eller parallellt med avseende på till exempel kylmediets eller lagerfluidens flödesväg.

Enligt en utföringsform av uppfinningen, kan i kylmod ett av inomhusmiljön uppvärmt kylmedium kopplas så att det först passerar ett uppvärmt delberglager, till exempel ett delberglager med en genomsnittstemperatur på 15°C, för en första kylning och därefter fortsätter till ett kallt delberglager som håller en lägre temperatur, till exempel över 5°C, för ytterligare kylning. Kylmediet passerar delberglagren i serie.

På motsvarande sätt kan, i lagringsmod, kylmediet först passera det första delberglagret för kylning därav, och därefter strömma vidare till det andra delberglagret där kylmediet, något uppvärmt av det första delberglagret, kyler det andra delberglagret. Kylmediet passerar delberglagren i serie. När det första delberglagret på så sätt kylts till önskad temperatur, till exempel 5°C, kan kylmediet kopplas förbi det första delberglagret och fortsättningsvis endast kyla det andra delberglagret tills det erhåller önskad temperatur, till exempel 5°C.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen, kan i kylmod en lagervätska kopplas så att den strömmar från ett uppvärmt delberglager, till exempel ett delberglager med en genomsnittstemperatur på 15°C, till ett andra kallt delberglager som håller en lägre temperatur, till exempel över 5°C, för kylning. Lagervätskan strömmar genom delberglagren i serie. Kylmediet är sedan anordnat att passera den av båda delberglagern kylda lagervätskan för kylning med kyla från både det första och det andra delberglagret. På 536 313 motsvarande sätt kan lagervätskan vara anordnad att, vid laddning, strömma genom båda delberglager i serie eller genom endast ett av delberglagren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är kylmediet detsamma som Iagerfluiden/lagervätskan. l en sådana utföringsformer är kan Iagervärmeväxiaranordningen undvaras och samma vätska strömma i både åtminstone delar av kylsystemet och i lagret.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare ned hjälp av utföringsexempel och under hänvisning till bifogad ritning.

Fig. 1 är en schematisk vy av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt en första utföringsform i kylmod.

Fig. 2 är en schematisk vy av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen i laddningsmod.

Fig. 3 är en schematisk vy av en del av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen med ett första och ett andra delberglager i kylmod, varvid båda delberglagren är kalla.

Fig. 4 är en schematisk vy av en del av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen med ett första kallt och ett andra varmt delberglager i kylmod.

Fig. 5 är en schematisk vy av en del av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen med ett första och ett andra delberglager i laddningsmod. varvid båda delberglager är varma.

Fig. 6 är en schematisk vy av en del av förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen med ett första kallt och ett andra varmt delberglager i laddningsmod.

Fig. 7 är en schematisk vy av anläggningen enligt uppfinningen enligt den första utföringsformen.

Beskrivning av föredragna utföringsforrner l figurerna 1, 2 och 7 visas schematiskt en första utföringsform av förfarandet för kylning av inomhusmiljö och en kylanläggning för kylning av inomhusmiljö enligt uppfinningen. Anläggningen innefattar ett 535 313 11 luftbehandlingsaggregat 1 för utomhusluft 2, vilken i den visade utföringsformen även fungerar som ventilationsluft.

Luftbehandlingsaggregatet 1 är försett med en första värmeväxlaranordning i form av laddningsvärmeväxlaranordning 3.

Ett kylmedium i form av vatten med tillsatser av frostskyddsmedel passerar genom laddningsvärmeväxlaranordningen 3 när det cirkulerar i en laddningskrets 4. Laddningsvärmeväxlaranordningen 3 är i den visade utföringsformen ett värmebatteri för överföring av kyla från uteluften 2 till kylmediet.

I uteluftens 2 flödesriktning i Iuftbehandlingsaggregatet 1 efter laddningsvärmeväxlaranordningen 3 är en värmeväxlaranordning iform av en hjälpkylvärmeväxlaranordning 5 anordnad. Hjälpkylvärmevâxlaranordningen 5 är i den visade utföringsformen ett värmebatteri av samma slag som laddningsvärmeväxlaranordningen 3. I hjälpkylvärmeväxlaranordningen 5 överförs vintertid kyla från kall inkommande uteluft 2 till kylmediet för eventuell kylning av lnomhusmiljön även när uppfinningen är i laddningsmod.

I uteluftens 2 flödesriktning i Iuftbehandlingsaggregatet 1 efter hjälpkylvärmeväxlaranordning 5 är en fläkt 6 anordnad. Fläkten 6 driver intag av uteluft för kylning av berglagret och intag av uteluft som ventilationsluft.

I uteluftens 2 flödesriktning i Iuftbehandlingsaggregatet 1 efter fläkten 6 är en återvinningsvärmeväxlaranordning 7 anordnad. I återvinningsvärmeväxlaranordningen 7 värms vintertid inkommande ventilationsluft upp av värme från utgående ventilationsluft. Den utgående ventilationsluften passerar genom en värmeväxlaranordning (inte visad) i form av ett värmebatteri av samma slag som återvinningsvärmeväxlaranordningen 7, där den varma utströmmande ventilationsluften överför värme till ett värmebärande medium. Det värmebärande mediet strömmar i en krets (inte visad) till återvinningsvärmeväxlaranordningen 7 där det överför värme till den inkommande ventilationsluften 2. Även återvinningsvärmeväxlaranordningen 7 är i form av ett värmebatteri.

I uteluftens 2 flödesriktning i Iuftbehandlingsaggregatet 1 efter återvinningsvärmeväxlaranordningen 7 är ett värmeelement 8 anordnat för 536 313 12 ytterligare uppvärmning av inkommande uteluft om nödvändigt. Även värmeelementet 8 är i den visade utföringsformen ett värmebatteri.

I uteluftens 2 flödesriktning sist i luftbehandlingsaggregatet 1 är en värmeväxlaranordning i form av en ventilationsluftvärmeväxlaranordning 9 anordnad. Kylmediet kan bringas att passera genom ventilationsluftvärmeväxlaranordning 9 när det cirkulerar i en kylkrets 10.

Ventilationsluftvärmeväxlaranordningen 9 är i den visade utföringsformen ett kylbatteri för överföring av kyla från kylmediet till inkommande ventilationsluft från uteluften 2.

Anläggningen innefattar vidare ett kyliager i form av ett berglager 11.

Berglagret 11 är ett borrhålslager och innefattar ett flertal borrhål. Borrhålen är försedda med slangar i vilka en lagerfluid i form av vatten utan tillsatt frostskyddsmedel cirkulerar i en Iagerkrets 25.

I den visade utföringsformen är berglagret 11 delat i ett första delberglager 19 och ett andra delberglager 20, jmf. fig. 3 - 7. Delberglagren 19, 20 innefattar var sin delberglagerkrets (inte visad) och två gemensamma lagervärmeväxlaranordningar 14 (inte visade i fig. 3 - 6) för överföring av kyla till, respektive mottagande av kyla från, kylmediet.

Lagerkretsen 25 drivs av första och andra pumpar 12 och innefattar värmeväxlaranordningar 14 för överföring av kyla till och mottagande av kyla från kylmediet. Det visade utföringsexemplet har två värmeväxlaranordningar 14, men andra utföringsformer kan ha en gemensam värmeväxlaranordning 14 för laddningskretsen 4 och kylkretsen 10.

Anläggningen innefattar vidare en kylvärmeväxlaranordning 13 som är monterad i huset där inomhusmiljön ska kylas. Kylvärmeväxlaranordningen är i form av ett kylbatteri och överför kyla från kylmediet till luften i inomhusmiljön. I fig. 7 visas hur flera kylvärmeväxlaranordningar 13 är monterade i kontorsrum i en kontrosfastighet.

Anläggningen innefattar således en laddningskrets 4 där kylmediet cirkulerar från laddningsvärmeväxlaranordningen 3 till en av Iagerkretsens värmeväxlaranordningar 14 och tillbaka igen. Laddningskretsen 4 drivs av en pump 17. 535 313 13 Anläggningen innefattar också en kylkrets 10 där kylmediet cirkulerar från kylvärmeväxlaranordningen 13 till en av lagerkretsens värmeväxlaranordningar 14 och tillbaka igen. Kylkretsen 10 har en första gren som kan kopplas på eller av kylkretsen 10. l den första grenen 15 cirkulerar kylmedium till och från ventilationsluftvärmeväxlaranordningen 9 för kylning av inkommande ventilationsluft medelst kylmediet när anläggningen är i kylmod. Kylkretsen 10 har en andra gren 16 som kan kopplas på eller av kylkretsen. I den andra grenen strömmar kylmedium till och från hjälpkylvärmeväxlaranordningen 5 för överföring av kyla från kall inkommande uteluft 2 till kylmediet (via en värmeväxlaranordning) för eventuell kylning av inomhusmiljön även när uppfinningen är i laddningsmod.

Kylkretsen 10 och dess grenar 15, 16 drivs av pumpar 18.

Slutligen innefattar anläggningen en ventilanordning som innefattar ett flertal ventiler för styrning av kylmediets flödesvägar. Anläggningen innefattar också en styranordning (inte visad) för styrning av ventilerna, vilken i det visade utföringsexemplet arbetar utan återkoppling av föreliggande temperatur pà inomhusmiljön som ska kylas.

I det följande kommer uppfinningen att förklaras närmare genom beskrivning av ett förfarande för kylning av inomhusmiljö med hjälp an anläggningen.

Kylanläggningen enligt uppfinningen har endast en kylmod och endast en laddningsmod. Med hänvisning till figurerna 1, 3 och 4 beskrivs förfarandets och anläggningens enda kylmod.

Anläggningen äri kylmod när det är varmt ute och kylning av inomhusmiljön önskas, vilket ofta är under sommarsäsongen åtminstone dagtid. Då håller uteluften en temperatur som är högre än den som önskas på inomhusmiljön.

Först hänvisas till figur 3 som visar en del av Iagerkretsen 25 när uppfinningen är i sin enda kylmod. I början av säsongen är både det första och det andra delberglagret kallt och har en temperatur på ca 5°C (naturlig temperatur). Såsom visas i figur 3, används l början av säsongen endast det andra delberglagret 20 och det första delberglagret 19 är frånkopplat anläggningen och sparas till användning senare under säsongen. Medelst 536 313 14 pumpen 12 pumpas lagervatten som passerat en av lagervärmeväxlaranordningarna 14 (fig. 1), och där värmts upp när det kylt det av inomhusmiljön uppvärmda kylmediet, genom en första ventil 21 till det andra delberglagret 20. Det andra delberglagret 20 kyler Iagervattnet under dess passage genom det andra delberglagret 20. Därefter strömmar Iagervattnet genom en öppen ventil 22 och tvingas förbi det första delberglagret 19 av en stängd ventil 23. Det kylda Iagervattnet strömmar seden tillbaka till lagervärmeväxlaranordningen 14 för kylning av kylmediet.

Om det andra delberglagret, och därmed Iagervattnet, har en temperatur på °C, kyls kylmediet till ca 7°C i lagervärmeväxlaranordningen 14.

Det på så vis endast av berglagret, nämligen av det andra delberglagret, kylda kylmediet matas sedan fram till kylvärmeväxlaranordningen 13, jmf. fig. 1. Innan kylmediet når kylvärmeväxlaranordningen 13 blandas det ca 7°C kalla kylmediet med en del av det kylmedium som lämnat kylvärmeväxlaranordningen 13 och värmts upp av inomhusmiljön i kylvärmeväxlaranordningen 13. Kylmediet blandas med så mycket uppvärmt, eller med andra ord, recirkulerat kylmedium att kylmediet erhåller en förbestämd temperatur på 20°C. Denna förbestämda temperatur hålls konstant och mängden iblandat recirkulerat kylmedium anpassas allteftersom det andra delberglagret 20 värms upp. Den av kylmediet kylda kylvärmeväxlaranordningen 13 kan, beroende på hur varm inomhusmiljön är, hålla en genomsnittstemperatur på 21°C.

Senare under säsongen, när det andra delberglagret värmts upp till 13°, stängs ventilen 22 så att Iagervattnet tvingas passera genom även det första delberglagret 19, jmf. fig. 4. Lagervattnet passerar då genom det andra och det första delberglagret 19, 20 i serie. Under sin passage genom det andra delberglagret 20 kyls Iagervattnet alltså till minimalt den temperatur som det andra delberglagret håller, i detta fall 13°C. I början håller det första delberglagret 5°C, och förmår kyla det 13-gradiga Iagervattnet till denna temperatur. Det 5°C kalla Iagervattnet förmår kyla kylmediet i Iagervärmeväxlaranordningen 14 till ca 7°C. Det på så vis endast av berglagret, nämligen av det andra delberglagret 20 och det första delberglagret 19, kylda 7-gradiga kylmediet strömmar sedan vidare mot 536 313 kylvärmeväxlaranordningen 13 och ges önskad förbestämd temperatur och kyler inomhusmiljön på samma sätt som beskrivits ovan med hänvisning till fig. 1.

Tack vare att kylvärmeväxlaren är dimensionerad för att kyla inomhusmiljön när den matas med en temperatur på kylmediet som är över 19°C och under 23°C, är inte kyllagret tömt förrän både det första och det andra delberglagret värmts upp till en genomsnittstemperatur på 15°C.

I det visade utföringsexemplet i kylmod arbetar av luftbehandlingsaggregatets 1 komponenter, utöver fläkten 6, endast ventilationsluftvärmeväxlaranordningen 9 och kylkretsens 10 första gren 15 är inkopplad. Ventilationsluftvärmeväxlaranordningen 9 kyler inkommande uteluft 2 avsedd för ventilationsluft. Kylkretsens andra gren 16 är frånkopplad. l det följande beskrivs med hänvisning till figurerna 2, 5 och 6 förfarandets och anläggningens enda laddningsmod.

Anläggningen är i laddningsmod när det är kallt ute så att ett berglager som värmts upp under sommarsäsongen kan kylas för att åter kunna användas nästkommande sommarsäsong. Vanligtvis är anläggningen laddningsmod under vintersäsongen när uteluften är kallare än det uppvärmda berglagret eller kallare än den önskade temperaturen på ett med kyla laddat berglager. Normalt behövs då ingen kylning av inomhusmiljön.

Först hänvisas till figur 5, som visar en del av lagerkretsen 25 när uppfinningen är i sin enda laddningsmod. I början av vintersäsongen har både det första och det anda delberglagret 19. 20 värmts upp och har en genomsnittstemperatur på 15°C. I laddningsvärmeväxlaranordningen 3 (fig. 2) kyls kylmediet av den kalla uteluften 2. Det på så vis av endast uteluften kylda kylmediet pumpas av pumpen 17 till en lagervärmeväxlaranordníng 14 där det överför kyla till lagervattnet. Sedan strömmar det av det varma lagervattnet uppvärmda kylmediet åter till laddningsvärmeväxlaranordningen 3 och cirkulerar således i laddningskretsen 4.

Det kylda lagervattnet strömmar från lagervärmeväxlaranordningen 14 genom en öppen ventil 24 i ventilanordningen till det första delberglagret 19.

Under sin passage genom det första delberglagret 19 kyler lagervattnet det första delberglagret. Därefter strömmar lagervattnet vidare till det andra 536 3'l3 16 delberglagret 20 och kyler även detta. Lagervattnet passerar därmed genom det första och det andra delberglagret 19, 20 i serie. Sedan strömmar det av det varma berglagret uppvärmda lagervattnet åter till lagervärmeväxlaranordningen 14 och cirkulerar således i lagerkretsen 25.

Med en temperatur på 2°C förmår kylmediet kyla lagervattnet till 5°C och därmed erhåller det första delberglagret 19 så småningom en genomsnittstemperatur på 5°C, vilket är den temperatur som berglagret 11 naturligt håller. Eftersom det andra delberglagret 20 kyls med lagervatten som värmts upp av det första delberglagret 19, kommer det andra delberglagret 20 att kylas långsammare. Därmed kommer det andra delberglagret 20 att ha en högre temperatur än den önskade 5°C när det första delberglagret 19 når denna temperatur. Då, med hänvisning till figur 6, frånkopplas det första delberglagret 19 lagerkretsen. Lagervatten som kylts av kylmedium, som i sin tur kylts endast av uteluft i laddningsvärmeväxlaranordningen 3, pumpas då av en pump 12 förbi den stängda ventilen 23 och genom den öppna ventilen 22 direkt till det andra delberglagret 20 utan att passera det första delberglagret 19. Där kan då kallt lagervatten på 5°C kyla det andra delberglagret 20 de återstående graderna till 5 °C. l det visade utföringsexemplet i laddningsmod arbetar av Iuftbehandlingsaggregatets 1 komponenter, utöver fläkten 6, också hjälpkylvärmeväxlaranordningen 5 för överföring av kyla från kall inkommande uteluft 2 till kylmediet för kylning av särskilt varm inomhusmiljö, till exempel serverrum. I det visade exemplet är alltså kylkretsens andra gren 16 inkopplad i kylkretsen. Även återvinningsvärmeväxlaranordningen 7 som värmer inkommande ventilationsluft med värme från utströmmande ventilationsluft är igång, liksom värmeelement 8 för ytterligare uppvärmning av inkommande uteluft 2. Kylkretsens första gren 15 och ventilationsluftvärmeväxlaranordning 9 är frånkopplade.

I det beskrivna förfarandet och den beskrivna anordningen enligt uppfinningen används inget kylmedium som kylts på annat sätt än det beskrivna. I det beskrivna förfarandet och den beskrivna anordningen enligt uppfinningen används inga kylmaskiner eller luftkonditioneringsaggregat.

Claims (13)

10 15 20 25 30 535 313 17 Patentkrav

1. Förfarande för kylning av inomhusmiljö i hus med hjälp av en kylanläggning innefattande ett kyllager i form av ett berglager, ett kylsystem för kylning av inomhusmiljön och ett kylmedium för transport av kyla, varvid kylanläggningen har endast en kylmod och endast en laddningsmod, innefattande stegen att i kylmod, - kyla kylmediet med kyla från berglagret så länge berglagret har en genomsnittstemperatur under 16°C, - mata kylsystemet endast med kylmedium som kylts endast med kyla från berglagret, i laddningsmod, - kyla kylmediet endast med uteluft och/eller markkyla, och att - kyla berglagret endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla - upphöra att kyla berglagret när berglagret erhållit en genomsnittstemperatur på lägst 5°C, företrädesvis 5°C. varvid nämnda kylning av inomhusmiljö utförs genom överföring av kyla från nämnda kylmedium till nämnda inomhusmiljö.

2. Förfarande enligt krav 1, vidare innefattande steget att i kylmod i kylsystemet mata fram till den inomhusmiljö som ska kylas kylmedium som håller en förbestämd temperatur för kylning av inomhusmiljön utan återkoppling av föreliggande temperatur på inomhusmiljön.

3. Förfarande enligt krav 2, vidare innefattande steget att i kylmod reglera temperaturen på kylmediet till den förbestämda temperaturen genom att recirkulera av inomhusmiljön uppvärmt kylmedium.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, varvid den förbestämda temperaturen på kylmediet är över 19°C och under 23°C.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid steget att i laddningsmod kyla kylmediet endast med uteluft och/eller markkyla innefattar steget att kyla kylmediet till en temperatur på som lägst 2°C, företrädesvis till 2°C. 10 15 20 25 30 536 313 18

6. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid steget att i kylmod kyla kylmediet med kyla från berglagret innefattar steget att kyla kylmediet med kyla fràn berglagret när berglagret har en genomsnittstemperatur på över 8°C och under 16°C, företrädesvis över 10°C och under 15°C.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande steget att dela berglagret i ett första delberglager och ett från det första delberglagret separerat, andra delberglager.

8. Förfarande enligt krav 7, varvid steget att i kylmod kyla kylmediet med kyla från berglagret innefattar steget att kyla kylmediet med kyla från det andra delberglagret, och steget att mata kylsystemet endast med kylmedium som kylts endast med kyla från berglagret, innefattar steget att mata kylsystemet endast med kylmedium som kylts endast med kyla från det andra delberglagret.

9. Förfarande enligt krav 7, varvid steget att i kylmod kyla kylmediet med kyla från berglagret innefattar steget att kyla kylmediet med kyla från det andra delberglagret och med kyla från det första delberglagret.

10. Förfarande enligt krav 8 och 9, varvid steget att steget att kyla kylmediet med kyla från det andra delberglagret och med kyla från det första delberglagret genomförs om det andra delberglagret har en genomsnittstemperatur på över 10°C, företrädesvis över 12°C.

11. Förfarande enligt något av krav 7 - 10, varvid steget att i Iaddningsmod kyla berglagret endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla innefattar steget att kyla det första delberglagret och det andra delberglaget med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla.

12. Förfarande enligt något av krav 7 - 10, varvid steget att i Iaddningsmod kyla berglagret endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla innefattar steget att kyla endast det andra delberglagret med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla.

13. Förfarande enligt något av krav 11 och 12, varvid steget att i Iaddningsmod kyla berglagret endast med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla innefattar steget att kyla endast det andra delberglagret med kylmediet som kylts endast av uteluft och/eller markkyla 535 313 19 genomförs om det första delberglagret har en genomsnittstemperatur på 8°C - 10°C, företrädesvis 5°C.