CS262395B1

CS262395B1 - Continuously reversa nf ventilation unit with heat recovery

Info

Publication number: CS262395B1
Application number: CS871980A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Moravek; Bohuslav Ing Matuska; Zdenek Rubin
Original assignee: Moravek Petr; Matuska Bohuslav; Zdenek Rubin
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS198087A1

Abstract

Jednotka je určena pro větrání vytápěných prostorů průmyslových a občanských staveb a řeší problém efektivního zpětného získávání odpadního tepla regenerací. Umístění ventilátoru pro periodicky střídavý přívod i odtah větracího vzduchu je v otočné válcové klapce s protilehlými štěrbinami sacího a výfukového otvoru. Akumulační výměník pro regeneraci tepla je výhodně sestaven ze segmentů lamel z impregnovaného papíru.The unit is intended for ventilation of heated spaces of industrial and civil buildings and solves the problem of effective recovery of waste heat by regeneration. The location of the fan for periodically alternating supply and exhaust of ventilation air is in a rotating cylindrical damper with opposite slots of the suction and exhaust openings. The accumulation exchanger for heat regeneration is preferably assembled from segments of lamellas made of impregnated paper.

Description

Vynález se týká kontinuální reverzační větrací jednotky s regenerací tepla se spojitě reverzační funkcí pro periodické decentrálhl větrání průmyslových a občanských staveb, sestávající z otočné válcové klapky, vestavěného ventilátoru a z lamelového výměníku s akumulací tepla.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a continuous reversible heat recovery ventilation unit with a continuous reversing function for periodic decentralized ventilation of industrial and civil buildings, consisting of a rotatable cylindrical flap, a built-in fan and a vane heat exchanger.

Současně používané větrací jednotky se zpětným využitím odpadního tepla na principu rotačních výměníků s rotorem ze segmentů z voštinových axiálních kanálků z kovových fólií nebo z plastů vykazují sice vysokou tepelnou a entalpickou účinnost, ale jsou značně komplikované, drahé a tím i neefektivní pro používané decentrální systémy oblastního větrání.Currently used ventilation units with waste heat recovery on the principle of rotary heat exchangers with rotor made of honeycomb axial channel segments made of metal foil or plastic show high heat and enthalpy efficiency, but they are very complicated, expensive and thus inefficient for used decentralized systems of regional ventilation.

V provozních podmínkách běžné průmyslové výroby s vyšší kontaminací vzduchu se drobné kanálky intenzivně zanášejí, přičemž jejich čištění profukováním parou je u nástřešnich jednotek problematické. Používané jsou dále větrací jednotky se stacionárními akumulačními výměníky, složenými ze soustavy lamel, kterými je při změnách polohy přepínacích klapek střídavě nasáván čerstvý chladný vzduch a vyfukován odpadní teplý vzduch. Tyto výměníky dosahují vysokých tepelných účinností, ale při značné hmotnosti, náročném těsnění reverzních klapek a komplikovaném prostorovém uspořádáni. Dále jsou známé i větrací jednotky s vestavěnými kazetami tepelných trubic, které však mají vysokou hmotnost a problémy při čištění hustých lamel. Používané jeou i jednotky s vestavěnými křížovými deskovými výměníky z barevných kovů, jejichž tepelná účinnost je však nízká a jednotky je nutno doplnit ohřívačem přiváděného vzduchu.Under normal industrial production conditions with higher air contamination, the small ducts become intensely clogged, and their cleaning by steam blowing is problematic for roof units. Ventilation units with stationary accumulation exchangers consisting of a system of lamellas are also used, by means of which the change of the position of the change-over flaps alternately sucks fresh cold air and blows out the warm air. These heat exchangers achieve high thermal efficiency, but with considerable weight, demanding reverse flap sealing and complicated spatial arrangement. Ventilation units with built-in heat pipe cassettes are also known, but they have a high weight and problems in cleaning dense slats. Units with built-in cross plate heat exchangers made of non-ferrous metals are also used, but their heat efficiency is low and the units have to be supplemented with a supply air heater.

Uvedené nedostatky odstraňuje kontinuálně reverzační větrací jednotka s regenerací tepla, jejíž podstatou je, že ventilátor pro periodický střídavý přívod i odtah Větracího vzduchu je osazen uvnitř otočné válcové klapky oddělující spolu s dělicí přepážkou prostor akumulačního výměníku od prostoru vyústění potrubí, přičemž v plášti válcové klapky jsou umístěny vzájemně.protilehlé štěrbiny sacího a výfukového otvoru s usměrňující výústkou.These drawbacks are eliminated by a reversible ventilation unit with heat regeneration, which is based on the fact that the fan for periodic alternation of supply and exhaust of ventilation air is mounted inside a rotatable cylindrical flap separating the accumulation exchanger space from the duct opening. opposing slots of the intake and exhaust ports with a rectifying diffuser.

Akumulační výměník je přitom výhodně sestaven ze segmentů radiálně uspořádaných lamel, výhodně vytvořených z Impregnovaného papíru.The storage exchanger is preferably composed of segments of radially arranged lamellas, preferably made of impregnated paper.

Kontinuálně reverzační větrací jednotka vykazuje vysokou Účinnost zpětného získávání tepla až 90 t v závislosti na rychlosti otáčení válcové klapky a počtu jednotlivých sekcí akumulačního výměníku, při velmi nízké tlakové ztrátě. Jednotka má vůči jiným srovnatelným zařízením nižší hmotnost až o 70 t, čímž umožňuje dodatečnou instalaci na všechny stávající střechy halových objektů při rekonstrukci a modernizaci jejich větracích systémů. Montáž jednotek je velmi jednoduchá, bez přerušeni provozu v halách. Výrobní cena reverzační jednotky je až několikanásobně nižší vůči výkonově porovnatelným větracím jednotkám. Při relativně značné rozteči lamel výměníku a při střídavém smyslu proudění vzduchu má výměník výraznou samočisticí schopnost. Čímž zaručuje spolehlivou funkci i v prostorách s vyšší kontaminací vzduchu. Při vysoké tepelné účinnosti zpětného využití tepla v akumulačním výměníku není nutné vybavovat jednotku ohřívačem vzduchu.The continuously reversible ventilation unit has a high heat recovery efficiency of up to 90 t depending on the rotational speed of the cylinder flap and the number of individual sections of the heat exchanger, at a very low pressure loss. The unit has a weight of up to 70 t compared to other comparable devices, allowing additional installation on all existing roofs of the hall buildings during the renovation and modernization of their ventilation systems. Installation of the units is very simple, without interrupting operation in the halls. The production price of the reversing unit is up to several times lower compared to performance comparable ventilation units. With a relatively large spacing between the fins of the exchanger and an alternating sense of air flow, the exchanger has a distinct self-cleaning ability. This ensures reliable operation even in areas with higher air contamination. If the heat recovery efficiency of the heat exchanger is high, it is not necessary to equip the unit with an air heater.

Velmi výhodně Se uplatní nástřešní větrací jednotky pro vyrovnání současného stacionárního rozvrstvení teplot vzduchu po výšce halových objektů v topném období, kdy indukčním účinkem proudu z podstřešnf výúetky nastává v okolním prostoru haly při periodě přívodu vzduchu sekundárně prostorová vzdušná cirkulace, regulovatelná nastavením sklonu žaluzií výústky, a do pracovití oblasti se přivádí shora předehřátý vzduch s minimální rychlostí a prakticky nulovým teplotním gradientem.Very advantageously, roof ventilation units are used to compensate for the simultaneous stationary air temperature stratification along the height of the hall objects during the heating period, when the induction effect of the overhanging effluent causes secondary air circulation in the surrounding space of the hall during the air supply period. Pre-heated air with minimum speed and practically zero temperature gradient is supplied to the work area.

Při periodicky se opakujícím přívodu vzduchu s periodickou přestávkou zároveň dochází k příznivému ovlivnění současné monotonie tepelného mikroklimatu v pracovní oblasti.At the same time, the periodically repeating air supply with a periodic break also positively affects the current monotonicity of the thermal microclimate in the working area.

V letním a přechodném období lze vypnutím otáčeni klapky změnit rekuperační provozní režim: na režim větrací pro trvalý přívod venkovního filtrovaného vzduchu, nebo trvalý odtah odpadního vzduchu z prostoru pod střechou.In summer and in transitional periods, the recuperative operating mode can be changed by turning the flap off: to the ventilation mode for the permanent supply of outside filtered air, or the permanent exhaust of the exhaust air from the space under the roof.

Jednotka umožňuje nástřešní i nástěnnou instalaci pro alternativní řešení výměníku ze soustavy paralelních lamel. Při stejnoměrném pomalém otáčení klapky nevznikají žádné rázy a při minimální hlučnosti lze jednotku instalovat v akusticky náročných prostorách občanských staveb. Při postupném vychlazování většího počtu samostatných sekcí akumulačního výměníku je do větraného prostoru stavby přiváděn vzduch s minimálním teplotním gradientem v průběhu celé periody.The unit enables roof and wall installation for an alternative heat exchanger solution from a system of parallel lamellas. With even slow rotation of the damper, no shocks occur and with minimum noise the unit can be installed in acoustically demanding areas of civil buildings. As the cooling of a plurality of separate sections of the heat exchanger is gradually cooled, air is supplied to the ventilated space of the building with a minimum temperature gradient over the entire period.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení kontinuálně reverzační jednotky 3 regenerací tepla, kde na obr. 1 je uvedeno půdorysné schéma nástřešní jednotky v pracovní periodě klapky pro odvod vzduchu, na obr. 2 znázorněn svislý řez A-A' jednotkou. Na obr, 3 je uveden tentýž řez A-A*, ale při periodě nastavení klapky pro přívod vzduchu. Na obr. 4 je znázorněno půdorysné schéma nástřešní jednotky v alternativním provedení akumulačního výměníku ve tvaru mnohoúhelníku. Na obr. 5 je uveden svislý řez B-B' této jednotky v pracovní periodě nastavení klapky pro přívod vzduchu.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a continuous heat recovery reversal unit 3, wherein FIG. 1 shows a plan view of the roof unit in the working period of the air exhaust damper; FIG. 2 shows a vertical section A-A 'of the unit. Fig. 3 shows the same section A-A *, but at the air damper adjustment period. Fig. 4 shows a plan view of a roof unit in an alternative embodiment of a polygonal storage heat exchanger. Fig. 5 shows a vertical section B-B 'of this unit during the air inlet flap adjustment period.

Podle obr. 1 až 3 radiální ventilátor 2 s přímým náhonem pro střídavý přívod čerstvého vzduchu A a odtah odpadního vzduchu B je osazen uvnitř válcové klapky 2 kontinuálně otočné kolem svislé osy 3_ pomocí sevropohonu 4_ umístěného v krytém- prostoru 5 spolu s elektrickým napájením 6 ventilátoru 2· V plášti klapky 2 jsou umístěny vzájemně protilehlé štěrbiny sacího otvoru T. a výfukového otvoru £ s uměř novací výústkou 9,· Vůči pevným stěnám skříně 10 a přepážce 11 mezi oběma funkčními sektory jednotky je klapka 2 utěsněna víceřadým kartáčovým, těsněním 12. Akumulační výměník 13 pro regeneraci tepla je sestaven ze soustavy paralelních lamel z impregnovaného papíru, sestavených do samostatných funkčních sekcí vzájemně oddělených přepážkami 14, mezi které jsou otočně kolem horních čepů uchyceny filtry 15 z filtrační textilie na krycím a výztužném pletivu. Ze skříně jednotky vyúsťují spodem pod strop haly dvě kruhová potrubí 16 pro střídavý výdech i sání s tlumičem hluku a dálkově nastavitelnou a uzavíratelnou výústkou 17 z otočných žaluzií.According to FIGS. 1 to 3, a direct drive radial fan 2 for alternating fresh air inlet A and exhaust air outlet B is mounted inside a cylindrical flap 2 continuously rotatable about a vertical axis 3 by means of a self-propelled actuator 4 located in the enclosure 5 together with electric fan 6 In the housing of the flap 2, mutually opposed slots of the intake orifice T. and the exhaust orifice 8 with the metering orifice 9 are located. The damper 2 is sealed to the solid walls of the housing 10 and the partition 11 between the two functional sectors of the unit. The heat recovery exchanger 13 is composed of a set of parallel sheets of impregnated paper, assembled into separate functional sections separated by partitions 14, between which filter fabric filters 15 are rotatably mounted around the upper studs on the covering and reinforcing mesh. Two circular ducts 16 for alternating exhalation and suction with a silencer and a remotely adjustable and closable diffuser 17 from rotary shutters exit from the unit housing under the ceiling of the hall.

V alternativě podle obr. 4 a 5 se akumulační výměník 13 sestává ze segmentů válcových mezikruži z radiálně uspořádaných lamel z impregnovaného papíru, vzájemně oddělených přepážkami 14. Spodem, ze skříně jednotky, vyúsťuje jediné potrubí 18 pro střídavý přívod a odtah vzduchu, napojené na centrální vzduchotechnický systém objektu.In the alternative of FIGS. 4 and 5, the storage exchanger 13 consists of cylindrical annulus segments of radially arranged impregnated paper lamellas separated by baffles 14. From below, from the housing of the unit, a single duct 18 for alternating air inlet and outlet connected to the central outlet HVAC system of the building.

Na obr. 1 a 2 je znázorněno funkční schéma jednotky v topném období při režimu větrání s regenerací tepla v první periodě kontinuálního otáčení klapky 2, kdy odpadní vzduch je z prostoru haly odsáván přes výústku 17, potrubí 16 a sací otvor T_ radiálním ventilátorem 2, a je vyfukován štěrbinou otvoru 8,, postupně přes všechny sekce lamelového akumulačního výměníku 13, které účinně ohřívá. Po ochlazení je vzduch B₂ vyfukován mezerami po samočinném přetlakovém odklopení filtrů 15.Figures 1 and 2 show the functional diagram of the unit in the heating period in the heat recovery ventilation mode in the first period of continuous rotation of the flap 2, where the exhaust air is exhausted from the hall space through the outlet 17, duct 16 and suction opening T by radial fan 2. and is blown through the aperture of the aperture 8, successively through all sections of the vane storage heat exchanger 13 that it effectively heats. After cooling, the air B _{2 is} blown out through the gaps after the automatic pressure relief of the filters 15.

Na obr. 3 je znázorněno schéma funkce jednotky ve druhé periodě při změně směru proudění vzduchu, kdy poloha štěrbiny Výfukového otvoru 2 otáčející se klapky 2 přešla přes těsnicí segment dělicí přepážky 11 do druhého sektoru jednotky s potrubím 16. Přes filtry 15 samočinně a podtlakem sání uzavřené proti vychlazování akumulátoru je venkovní vzduch A^ nasáván postupně přes všechny sekce akumulačního výměníku 13, kde se účinně předehřívá a proudí štěrbinou sacího otvoru 2 <3° klapky 2. Ventilátorem 2 a štěrbinou Výfukového otvoru 2 í^epředehřátý vzduch A₂ vyfukován potrubím 16 s dálkově nastavitelnou výústkou 17 ?do prostoru haly.FIG. 3 shows a diagram of the operation of the unit in the second period when the air flow direction is changed, when the position of the exhaust port 2 of the rotating flap 2 has passed through the partition of the partition 11 into the second sector of the duct unit 16. sealed against the cooling of the battery is outside air sucked through N sequentially through all sections of the storage coil 13, which is efficiently preheated and flows through the slots of the suction opening 2 <3 ° flap second fan 2 and the slit exhaust port 2 d ^e ₂ and the preheated air is blown through conduit 16 with remotely adjustable diffuser 17? to the hall area.

Délka každé cyklicky se opakující periody je závislá na rychlosti otáčení válcové klapky v každém sektoru se středovým úhlem 160°, je nastavitelná v závislosti na počtu oddělených sekcí akumulačního výměníku, požadované tepelné účinnosti regenerace tepla, přípustném rozsahu zkratového proudění a pohybuje se v délce od 150 s do 350 s. Pro větrání objektů budov mohou být použity jednotky i ve dvojicích, přičemž chod každé jednotky ve dvojici bude mít opačnou periodu pracovního režimu.The length of each cyclic period is dependent on the rotation speed of the flap valve in each sector with a center angle of 160 °, adjustable according to the number of separate sections of the heat exchanger, the desired heat recovery efficiency, the permissible short-circuit flow range and ranging from 150 For ventilation of building objects, units in pairs can also be used, with each unit running in pairs having the opposite operating mode period.

V době mimo porovoz jednotky se při vypnutí ventilátoru £ samočinně uzavřou filtry 15 a automaticky se uzavře výústka £ pomocí servopohonu proti nežádoucí exfiltraci.At the time out of operation of the unit, the filters 15 are automatically closed when the fan 8 is switched off and the outlet 6 is automatically closed by the actuator against unwanted exfiltration.

V letním a přechodném období se vypíná otáčivý pohyb válcové klapky 2. Jednotka pak zajištuje v závislosti na nastavení kontinuální přívod nebo odsávání větracího vzduchu.During summer and transitional periods, the rotary motion of the cylindrical flap 2 is switched off. The unit then provides a continuous supply or exhaust of ventilation air, depending on the setting.

Claims

Continuously reversible heat recovery ventilation unit, comprising a rotary cylinder flap, a built-in fan and a vane heat exchanger, characterized in that the fan (1) for the periodic alternating supply and exhaust of ventilation air is mounted inside the rotary cylinder flap (2). ) separating, together with the partition (11), the space of the accumulation exchanger (13) from the space of the outlet of the pipeline (16), wherein opposing slots of the suction port (7) and the exhaust port (8) and rectifying outlet ( 9).

Continuously reversing unit according to claim 1, characterized in that the individual sections of the heat exchanger (13), separated from one another by the partitions (14), are formed from a set of parallel slats.

Continuously reversing unit according to claim 1, characterized in that the individual sections of the storage exchanger (13) separated from one another by the baffles (14) are formed in the form of cylindrical annulus segments from a set of radially arranged lamellas.

Continuously reversing unit according to claim 1, characterized in that the individual sections of the heat exchanger (13) separated from one another by the partitions (14) are formed in the form of a part of a cylindrical annulus from parallel lamella segments with spacings.

Continuously reversing unit according to Claims 1 to 4, characterized in that the fins of the exchanger (13) are made of metals.

Continuously reversing unit according to Claims 1 to 4, characterized in that the fins of the exchanger (13) are made of impregnated paper.