PL222663B1 - Urządzenie,zwłaszcza do central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych - Google Patents

Description

(21) Num^{er z}gł^os^zenia: 404²⁶7 F24F12/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 10.06.2013 (54) Urządzenie, zwłaszcza do central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (43) Zgłoszenie ogłoszono:

07.01.2014 BUP 01/14 (73) Uprawniony z patentu:

KLIMOR SPÓŁKA AKCYJNA, Gdynia, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.08.2016 WUP 08/16 (72) Twórca(y) wynalazku:

KRZYSZTOF NAZIMEK, Gdynia, PL MAREK KUPIEC, Gdańsk, PL

PL 222 663 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie z wymiennikiem do odzysku ciepła z przepływem krzyżowym i przeciw prądowym stosowanym, zwłaszcza w centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Dotychczas znane konstrukcje przepływów krzyżowych z recyrkulacją były konstrukcjami w 90% standardowymi aplikacjami central nawiewowo-wywiewnych z wymiennikiem krzyżowym i komora mieszania, przy czym komora mieszania jest osobną sekcją i pełni funkcję wspomagającej sekwencje grzania bądź chłodzenia lub szybkiego grzania.

Dla funkcji grzania komora mieszania pełni funkcję szybkiego dogrzewania na obiegu zamkniętym podczas startu urządzenia, bądź limituje udział świeżego powietrza w funkcji stężenia CO₂ w pomieszczeniach stanowi to aspekt ekonomiczny.

W centralach w wykonaniu basenowym występują dwie komory mieszania:

- pierwsza przed wymiennikiem krzyżowym, która odpowiedzialna jest za funkcje osuszania,

- druga według opisu jak wyżej.

Dla ochrony przeciwszronieniowej wymiennika krzyżowego klasycznie stosowana jest przepustnica by-pass limitująca ilość powietrza świeżego, które przepływa przez lamele wymiennika w zależności od temperatury powietrza na wywiewie.

Główny cel przepustnicy typu by-pass w wymienniku krzyżowym to niedopuszczenie do oszronienia się wymiennika ciepła podczas pracy dla powietrza zewnętrznego o temperaturze < 0°C. Proces szronienia zależy jeszcze od wilgotności powietrza, więc tak naprawdę trzeba opierać się o wartość entalpii powietrza.

Zintegrowanie przepustnicy recyrkulacji z przepustnicą by-passu jest innowacyjnym rozwiązaniem, dlatego, że:

- następuje skrócenie wymiarów, zwłaszcza długości samej centrali (mniejsza masa, wymiary, pracochłonność),

- możliwość zastosowania zaawansowanych algorytmów sterowania, w celu maksymalizacji odzysku ciepła w oparciu o wymiennik krzyżowy lub przeciwprądowy oraz recyrkulacje lub funkcję szybkiego grzania.

Największe doświadczenia konstrukcyjno eksploatacyjne w układach z komorami mieszania w szczególności dla aplikacji basenowych posiada firma Szwedzka SW EGON oraz MENERGA.

W zgłoszonym opisie wynalazku nr PL 61593 (Y1) 2000 11 22, przedmiotem wynalazku jest przeciwprądowy wymiennik ciepła przedstawiony na rys. 1, 2, 3. Konstrukcja to zwój dwóch równoległych taśm przepon. Kształtem odpowiadająca walcowi kołowemu prostemu, ma w przestrzeni między podstawami dwa kanały, z których jeden prowadzi medium A, a drugi medium B.

Przedmiotowy wymiennik ciepła odznacza się wyjątkowo prostą konstrukcją. Każda z podstaw walca podzielona jest na 4 sektory.

Z kolei w zgłoszonym opisie wynalazku zgłoszonego do opatentowania nr PL 111645 (U1), 2000 11 22, przedmiotem wynalazku jest prostopadłościenna konstrukcja nośna przedstawiona na rys. 4, przy czym dwie ściany wymiennika utworzone są z prostych brzegów tafli. Przez podstawy wymiennika wyprowadzane i wprowadzane są media.

Wymiennik stanowi plik równoległych wygiętych w łuk płyt-przepon, utrzymanych względem siebie w stałym dystansie przez przepuszczalne dla mediów elementy dystansowe.

Kolejno w zgłoszonym opisie wynalazku zgłoszonego do opatentowania nr PL 115748 (U1), 2005 10 27, przedmiotem wynalazku jest konstrukcja zbudowana z szeregu płyt przedstawiona na rys. 5 o ustawionych równolegle ścianach tworzących rodzaj harmonijki o końcówkach ścianek zagiętych pod kątem prostym i złączonych ze sobą tworząc kanały, przy czym część dolną i górną obudowy stanowi miękka płyta uszczelniająca. Ponad to, co drugi kanał test odkryty, a po przeciwnej stronie zamknięty i na odwrót.

Ponadto układy komory recyrkulacyjnej zostały opisane w opisach patentowych i opisach zgłoszonych wynalazków do opatentowania: nr GB 2311845 (A) 1997 01 16, GB 2486321 (A) 2011 12 02, EP 2423628 (A2) 2011 07 18, GB 2481225 (A) 2010 06 16, WO 2009090395 (A2), 2009 07 23, GB 2463004 (A) 2008 08 26, FR 2893393 (A1) 2006 08 16, GB 2373849 (A) 2001 03 26, PL 328292 (A1) 1998 09 01, PL 390218 (A1) 2010 01 18, PL 400812 (A1) 2012 09 18, PL 115691 (U1) 2005 09 23.

Istota wynalazku polega na tym, że komora obejściowa jest objęta wspólna obudowa łącznie z płytowym wymiennikiem. Przy czym w części obudowy, odpowiadającej płytowemu wymiennikowi,

PL 222 663 B1 jest zainstalowana co najmniej jedna przepustnica blokowania odzysku ciepła. Natomiast w części obudowy, odpowiadającej komorze obejściowej, jest zainstalowana przepustnica obejściowa, która jest sprzężona z przepustnicą albo przepustnicami blokowania odzysku ciepła. W celu przekształcenia komory obejściowej w komorę recyrkulacji i szybkiego grzania, w części obudowy odpowiadającej komorze obejściowej, jest dodatkowo zainstalowana przepustnica recyrkulacji i szybkiego grzani a, która jest umieszczona po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia.

Korzystnie na drodze przepływu świeżego powietrza w urządzeniu, przepustnica blokowania odzysku ciepła jest usytuowana przed płytowym wymiennikiem.

Korzystnie przepustnica recyrkulacji i szybkiego grzania jest umieszczona symetrycznie w środkowej części obudowy przed płytowym wymiennikiem, po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia. Przy czym jej szerokość jest taka sama jak szerokość przepustnicy obejściowej, a długość taka sama jak długość całej powierzchni wlotowej płytowego wymiennika, po stronie po wietrza wyciąganego z pomieszczenia.

Układ taki staje się systemem dwustopniowego odzysku ciepła z jednoczesnym zabezpieczeniem przeciwszronieniowym.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawia wymiennik krzyżowy/przeciwprądowy złożony z jednego wymiennika fig. 1 i dwóch wymienników fig. 2. W przypadku wynalazku złożonego z jednego wymiennika fig. 1, przepustnice 1, 3 i 2 pełnią odpowiednią rolę: przepastniej by-passu i przepustnicę recyrkulacji tub szybkiego grzania i usytuowane są na skraju wymiennika krzyżowego lub przeciwprądowego. W przypadku wynalazku złożonego z dwóch lub więcej wymienników krzyżowych przeciwprądowych fig. 2 przepustnice 1,3 i 2 pełnią odpowiednio role: przepustnicy by-passu i przepustnicy recyrkulacji lub szybkiego grzania i usytuowane są w środkowej części konstrukcji pomiędzy wymiennikami krzyżowymi lub przeciwprądowymi. Fig. 3 przedstawia ideę zastosowania wynalazku zaprezentowanego na fig. 1 i fig. 2 oraz skrócenie centrali wentylacyjnej i klimatyzacyjnej oraz przepływ powietrza zintegrowaną komorę recyrkulacji i szybkiego grzania na wymienniku krzyżowym lub/i przeciwprądowym, a na fig. 4 przedstawiono typowy, dotychczas stosowany układ komory recyrkulacji i szybkiego grzania występujący na r ynku obecnie. Dodatkowo przepustnice 1 i 3 mogą być wykonane jako jedna przepustnica z odpowiednim mechanizmem ustawienia łopatek przeciwbieżnie otwieranych.

Układ komory recyrkulacji i szybkiego grzania na wymienniku do odzysku ciepła składa się z wymiennika płytowego o przepływie powietrza krzyżowym lub/i przeciwprądowym z wbudowanymi przepustnicami 1 blokowania odzysku ciepła. Ponadto w obudowie wymiennika do odzysku ciepła umieszczona przepustnica by-passu 3 sprzężona w stosunku do przepustnicy 1 kierująca powietrze poza część wymiennika odpowiedzialną za odzysk ciepła. Dodatkowo w konstrukcji wymiennika znajduje się przepustnica 2 po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia pozwalająca na zawracanie powietrza poza wymiennikiem do powietrza nawiewanego.

Jak pokazano na fig. 1 powietrze w stanie normalnej pracy (przepustnice otwarte) przechodzi przez przepustnice 1, następnie przez część właściwą wymiennika odzysku ciepłu.

Z kolei powietrze wyciągane z pomieszczenia przechodzi przez stronę wyciągową 4 wymiennika do odzysku ciepła oddając energię. W przypadku braku zapotrzebowanie na recyrkulacje powietrza przepustnica 2 jest zamknięta. Otwarcie przepustnicy 2 powoduje zawrócenie części powietrza wyciąganego i wymieszania go ze strumienia powietrza nawiewanego za odzyskiem ciepła. Takie rozwiązanie tworzy układ dwustopniowego odzysku ciepła.

Zaletą układu komory recyrkulacji i szybkiego grzania na wymienniku do odzysku ciepła jest to, że przepustnica recyrkulacji jest częścią obudowy wymiennika krzyżowego, co powoduje skrócenie wymiarów konstrukcji centrali wentylacyjnej.

Ponadto układ według wynalazku pozwala na budowę centrali wentylacyjnej o mniejszej masie tym samym zmniejszając koszt wykonania całego urządzenia.

Kolejną zaletą układu według wynalazku jest możliwość stosowania zaawansowanych metod optymalnego sterowania maksymalizującego odzysk ciepła oraz minimalizującego energię dostarczaną do nawiewanego pomieszczenia.

Kolejną zaletą układu według wynalazku jest uzyskanie kompaktowego rozwiązania systemu dwustopniowego odzysku ciepła znacznie poprawiającego efektywność energetyczną centrali i zmniejszającego zapotrzebowanie na energię cieplną dostarczaną do nawiewanego pomieszczenia.

Układ według wynalazku ma szczególnie korzystne zastosowanie w centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych z wielostopniowym systemem odzysku ciepła, gdzie bardzo ważna jest minimaliza4

PL 222 663 B1 cja konsumpcji energii i uzyskiwanie układów o wysokim stopniu odzysku energii. Jednocześnie możliwość skrócenia długości centrali oraz zmniejszenie jej masy jest szczególnie korzystne dla central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych posadowionych na konstrukcjach dachowych. Rozwiązanie według wynalazku ma zastosowanie zarówno w centralach w wykonaniu standardowym przeznaczonych do stosowania w pomieszczeniach użyteczności publicznej, przemysłowej jak i w basenach.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie, zwłaszcza do central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, składające się z płytowego wymiennika do odzysku ciepła, o przepływie krzyżowym albo przeciwprądowym, z wbudowaną co najmniej jedną przepustnicą blokowania odzysku ciepła i zintegrowanego z komora obejściową, wyposażoną w przepustnicę, znamienne tym, że komora obejściowa jest objęta wspólną obudową łącznie z płytowym wymiennikiem, przy czym w części obudowy, odpowiadającej płytowemu wymiennikowi, jest przepływu (1) w części obudowy, odpowiadającej płytowemu wymiennikowi jest zainstalowana co najmniej jedna przepustnica blokowania odzysku ciepła (1), natomiast w części obudowy, odpowiadającej komorze obejściowej, jest zainstalowana przepustnica obejściowa (3), która jest sprzężona z przepustnicą albo przepustnicami blokowania odzysku ciepła (1 ), zaś w celu przekształcenia komory obejściowej w komorę recyrkulacji i szybkiego grzania, w części obudowy odpowiadającej komorze obejściowej, jest dodatkowo zainstalowana przepustnica recyrkulacji i szybkiego grzania (2), która jest umieszczona po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na drodze przepływu świeżego powietrza w urządzeniu, przepustnica blokowania odzysku ciepła (1) jest usytuowana przed płytowym wymiennikiem.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że przepustnica recyrkulacji i szybkiego grzania (2) jest umieszczona symetrycznie w środkowej części obudowy przed płytowym wymiennikiem (4) po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia, przy czym jej szerokość jest taka sama jak szerokość przepustnicy komory obejściowej (3) a długość taka sama jak długość całej powierzchni wlotowej płytowego wymiennika (4) po stronie powietrza wyciąganego z pomieszczenia.