PL239480B1

PL239480B1 - Integrated centralized ventilation, cooling and heating system

Info

Publication number: PL239480B1
Application number: PL429664A
Authority: PL
Inventors: Bartłomiej Adamski
Original assignee: Adamski Bartlomiej; Neoklima Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2021-12-06
Also published as: PL429664A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest zintegrowany scentralizowany system wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczy przeznaczony do budynków mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych. Przeznaczeniem przedmiotu wynalazku jest wentylacja pomieszczeń klimatyzowanych tj. doprowadzenie powietrza świeżego i jednoczesne odprowadzenie powietrza zużytego, ponadto chłodzenie powietrza w okresie letnim oraz jego ogrzewanie w okresie zimowym. Urządzenie realizuje swój cel ze zminimalizowa nym zużyciem energii elektrycznej oraz zachowaniem minimalnych wymiarów każdego z jego elementów.The subject of the invention is an integrated centralized ventilation, cooling and heating system intended for single- and multi-family residential buildings. The purpose of the subject of the invention is the ventilation of air-conditioned rooms, i.e. supply of fresh air and simultaneous discharge of used air, and also cooling the air in summer and heating it in winter. The device achieves its purpose with minimized electricity consumption and maintaining the minimum dimensions of each of its elements.

Znane są różne rozwiązania systemów wentylacyjnych, w których wentylacja pomieszczeń odbywa się z wykorzystaniem central klimatyzacyjnych wykorzystujących wbudowaną w centrali pompę ciepła do przygotowania powietrza świeżego. Powietrze świeże po uzdatnieniu w centrali tj. schłodzone lub podgrzane jest transportowane do pomieszczenia oddzielnym kanałem nawiewnym i oddzielnym kanałem powietrze zużyte transportowane jest do centrali. Centrala wyposażona jest w cztery kanały wentylacyjne: nawiewny, wywiewny, czerpny i wyrzutowy. Powietrze świeże nawiewane do pomieszczeń doprowadzane jest w ilości wymaganej zazwyczaj z kryterium minimum higienicznego. Ilość tego powietrza jest zbyt mała by skutecznie pokryć straty ciepła w okresie zimowym lub zasymilować zyski ciepła w okresie letnim. Z tego powodu oprócz systemu wentylacyjnego w pomieszczeniu wykorzystywane są wtórne systemy przygotowania powietrza zazwyczaj oddzielny system grzewczy i oddzielny system chłodzący. Systemy nie są ze sobą ściśle zintegrowane.There are various solutions of ventilation systems in which the rooms are ventilated with the use of air-conditioning units that use a heat pump built in the unit to prepare fresh air. Fresh air, after being treated in the AHU, i.e. cooled or heated, is transported to the room through a separate air supply duct and the used air is transported to the AHU through a separate duct. The AHU is equipped with four ventilation ducts: supply, exhaust, intake and exhaust. Fresh air supplied to the rooms is supplied in the amount required, usually with the hygienic minimum criterion. The amount of this air is too small to effectively cover heat losses in winter or to assimilate heat gains in summer. For this reason, in addition to the room ventilation system, secondary air preparation systems are usually used, a separate heating system and a separate cooling system. The systems are not tightly integrated with each other.

Znane są rozwiązania central klimatyzacyjnych, w których nieodłącznym elementem centrali jest wymiennik rekuperacyjny, którego zadaniem jest odzysk ciepła i chłodu z powietrza usuwanego. Wymiennik ten posiada ograniczone wymiary. Gdy zwiększona ma być jego sprawność wymiany ciepła wzrastają opory po stronie przepływającego przez niego powietrza.There are well-known solutions of air-conditioning units in which an inseparable element of the unit is a recuperative exchanger, whose task is to recover heat and cold from the removed air. This exchanger has limited dimensions. When its heat transfer efficiency is to be increased, the resistance on the side of the air flowing through it increases.

Znane są zgłoszenia patentowe autora numer P.425244, P.425647, P.426603, P.426920 w postaci wentylatorowych paneli klimatyzacyjnych oraz indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych, których cechą charakterystyczną są zminimalizowane wymiary jeśli chodzi o wysokość, możliwość realizacji nawiewu powietrza świeżego oraz wywiewu powietrza zużytego oraz możliwość pokrycia strat ciepła i asymilacja zysków ciepła z wykorzystaniem tylko powietrza świeżego w przypadku indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych.The author's patent applications are known as P.425244, P.425647, P.426603, P.426920 in the form of fan air conditioning panels and induction air conditioning panels, which are characterized by minimized dimensions in terms of height, the possibility of fresh air supply and air exhaust and the possibility of covering heat losses and assimilation of heat gains using only fresh air in the case of induction air conditioning panels.

Znane jest zgłoszenie patentowe autora numer P.422831 w postaci jednoprzewodowego systemu wentylacyjnego, w którym z wykorzystaniem jednego wentylatora wyciągowego realizowany jest nawiew powietrza świeżego do pomieszczenia z jednoczesnym usuwaniem powietrza zużytego, przy czym wymiana ciepła pomiędzy dwoma strumieniami powietrza realizowana jest na całej długości kanału wentylacyjnego poza centralą wentylacyjną.The author's patent application No. P.422831 is known in the form of a single-duct ventilation system, in which, with the use of one exhaust fan, fresh air is supplied to the room with simultaneous removal of used air, while the heat exchange between two air streams is carried out along the entire length of the ventilation duct outside the air handling unit.

Zintegrowany scentralizowany system wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczy według wynalazku to uniwersalny system powietrzno-wodny, który pozwala na połączenie w jednym systemie funkcji wentylacji, ogrzewania i chłodzenia. System doprowadza do pomieszczeń w minimalnej ilości powietrze świeże i jednocześnie odprowadza powietrze zużyte z pomieszczeń. Powietrze świeże jest „motorem napędowym” całego systemu i odpowiada też za pracę ze zwiększoną wydajnością jednostek wewnętrznych w postaci indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych lub wentylatorowych paneli klimatyzacyjnych. Wymiana ciepła odbywa się na całej długości kanału wentylacyjnego, urządzenie nie posiada oddzielnego wymiennika płytowo-krzyżowego lub obrotowego generujących zwiększone opory po stronie przepływającego powietrza. Elementem zasadniczym systemu jest centrala wentylacyjna nawiewno-wywiewna pracująca tylko na powietrzu świeżym i posiadająca tylko jeden wymiennik woda-powietrze po stronie powietrza świeżego i tylko jeden wymiennik woda-powietrze po stronie powietrza wywiewanego. Obydwa te wymienniki pracując na tzw. krótkim obiegu wspomagają odzysk ciepła z powietrza usuwanego odbywającego się na całej długości kanału wentylacyjnego ale są też zintegrowane z układem pompy ciepła. Układ jest tak skonfigurowany, że przy wyłączonym układzie pompy ciepła układ może samodzielnie realizować sam odzysk ciepła z powietrza usuwanego z wykorzystaniem obu wymienników woda-powietrze. Te ciepło, które nie zostało przekazane na całej długości kanału wentylacyjnego jest przekazywane w okresie zimowym do wymiennika usytuowanego w strumieniu powietrza wyrzucanego. Ciecz wstępnie podgrzana na tym wymienniku jest oddawana do wymiennika powietrze-woda usytuowanym w strumieniu powietrza nawiewanego.The integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to the invention is a universal air-water system that allows the combination of ventilation, heating and cooling functions in one system. The system supplies the rooms with a minimum amount of fresh air and at the same time removes used air from the rooms. Fresh air is the "driving force" of the entire system and is also responsible for working with increased efficiency of indoor units in the form of induction air conditioning panels or fan air conditioning panels. The heat exchange takes place along the entire length of the ventilation duct, the device does not have a separate plate-cross or rotary exchanger generating increased resistance on the side of flowing air. The essential element of the system is a supply-exhaust air handling unit operating only in the fresh air and having only one water-air exchanger on the fresh air side and only one water-air exchanger on the exhaust air side. Both of these exchangers working on the so-called short circuit support the recovery of heat from the exhaust air taking place along the entire length of the ventilation duct, but they are also integrated with the heat pump system. The system is so configured that when the heat pump system is turned off, the system can independently perform only the heat recovery from the air removed using both water-air exchangers. The heat that has not been transferred along the entire length of the ventilation duct is transferred in winter to an exchanger located in the exhaust air stream. The liquid, pre-heated on this exchanger, is sent to the air-water exchanger located in the supply air stream.

Gdy zostanie załączony układ pompy ciepła układ przewodów cieczy pośredniczącej w urządzeniu przełącza się na tzw. długi obieg przez co przy załączonym i zintegrowanym układzie pompy ciepła w okresie letnim wymiennik skraplacza oddaje ciepło na wymienniku freon-ciecz pośredniczącaWhen the heat pump system is turned on, the system of brine lines in the device switches to the so-called long circulation, which means that when the heat pump system is switched on and integrated, in the summer the condenser exchanger gives off heat on the freon-intermediate liquid exchanger

PL 239 480 B1 do cieczy pośredniczącej, następnie ciepło to oddawane jest w wymienniku jednostki zewnętrznej. Po oddaniu ciepła do powietrza zewnętrznego ciecz pośrednicząca wpływa do parowacza, na którym schładza się i wpływa do wymiennika woda-powietrze usytuowanym w strumieniu powietrza nawiewanego. Tutaj ciecz pośrednicząca osusza i schładza powietrze zewnętrzne. Osuszone powietrze jest nawiewane do jednostek wewnętrznych w postaci indukcyjnych lub wentylatorowych paneli klimatyzacyjnych. Powietrze nawiewane ze szczelin jednostki wewnętrznej generuje przepływ powietrza indukowanego z pomieszczenia przez wymiennik ciepła zintegrowany z jednostką wewnętrzną. Wymiennik ten jest zasilony cieczą pośredniczącą, która uprzednio schłodziła i osuszyła powietrze świeże. Wstępnie podgrzana ciecz pośrednicząca na wymienniku usytuowanym w powietrzu nawiewnym zasila w kolejnym etapie wymiennik jednostki wewnętrznej. Ciecz odbiera ciepło od indukowanego powietrza z pomieszczenia przepływającego przez wymiennik jednostki wewnętrznej. Ciecz ta następnie trafia do skraplacza usytuowanego na przewodzie cieczy pośredniczącej, z którego odbiera ciepło i trafia do wymiennika jednostki zewnętrznej, po czym obieg jest kontynuowany powtórnie.The heat is transferred to the heat transfer fluid in the heat exchanger of the outdoor unit. After the heat is transferred to the outside air, the intermediate liquid flows into the evaporator, where it cools down and flows into the water-air exchanger located in the supply air stream. Here the brine dries and cools the outside air. The dried air is blown into the indoor units in the form of induction or fan air conditioning panels. The air supplied from the slots of the indoor unit generates a flow of induced air from the room through the heat exchanger integrated with the indoor unit. The exchanger is supplied with an intermediate liquid which previously cooled and dried the fresh air. The preheated intermediate liquid on the exchanger located in the supply air is fed in the next step to the exchanger of the indoor unit. The liquid receives heat from the induced room air flowing through the heat exchanger of the indoor unit. This liquid then goes to a condenser located on the intermediate liquid line, from which it receives heat and goes to the exchanger of the outdoor unit, whereupon the circulation is continued again.

Zastosowanie jednostek końcowych w postaci indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych pozwala na mieszanie z powietrzem świeżym i obróbkę wtórną powietrza bezpośrednio na urządzeniu znajdującym się w pomieszczeniu i dzięki temu cały system cechuje się zminimalizowanymi wymiarami. Z uwagi iż wymiana ciepła pomiędzy powietrzem świeżym a powietrzem usuwanym odbywa się na całej długości kanału wentylacyjnego, możliwym jest zwiększenie sprawności odzysku ciepła z uwagi na większą powierzchnię wymiany ciepła bez dodatkowych oporów po stronie przepływającego powietrza.The use of end units in the form of induction air conditioning panels allows mixing with fresh air and post-treatment of the air directly on the device in the room, and thus the entire system is characterized by minimized dimensions. Due to the fact that the heat exchange between fresh air and exhaust air takes place along the entire length of the ventilation duct, it is possible to increase the efficiency of heat recovery due to the larger heat exchange surface without additional resistance on the side of the flowing air.

Wraz z kanałem wentylacyjnym wzdłużnie na całej jego długości prowadzone są dwa przewody z cieczą pośredniczącą, do której przekazywane jest ciepło z pomieszczenia. Przewody mogą być prowadzone albo wewnątrz albo na zewnątrz kanału. Jednym przewodem doprowadzona jest ciecz zasilająca wymiennik w jednostce wewnętrznej, drugą ciecz wyjściowa z jednostki wewnętrznej. W ten sposób ogranicza się ilość dodatkowych przewodów prowadzonych w pomieszczeniu. W przypadku zasilenia jednostek końcowych z układu pompy ciepła, stanowiącego wyposażenie centrali ciecz może odprowadzać ciepło z pomieszczenia lub przekazywać ciepło do niego. Zastosowanie cieczy pośredniczących jest konieczne do zachowania minimalnych wymiarów urządzeń klimatyzacyjnych. Sam system przygotowania powietrza świeżego doprowadzający powietrze zewnętrzne w minimalnej jego ilości nie pozwala na pokrycie strat i zysków ciepła pomieszczenia. Powietrze świeże w ilości wynikającej z kryterium minimum higienicznego nawet przy zakładanych skrajnych temperaturach nawiewu ale ograniczonych pewnymi wartościami z uwagi na komfort nie jest w stanie w pełni pokryć straty i zyski ciepła w pomieszczeniu. Byłoby to możliwe przy zachowaniu większych ilości powietrza co wiąże się z dodatkowymi zwiększonymi przekrojami kanałów wentylacyjnych, co nie idzie w parze ze zminimalizowanymi wymiarami pomieszczeń budownictwa wielorodzinnego. Z uwagi na większą pojemność cieplną cieczy pośredniczącej średnice przewodów cieczy pośredniczącej są znacznie mniejszych wymiarów i są zdolne odprowadzić lub przekazać większe ilości ciepła.Along with the ventilation channel, two lines with an intermediate liquid to which the heat is transferred from the room are led longitudinally along its entire length. Cables can be routed either inside or outside the conduit. One conduit carries the liquid supplying the exchanger in the indoor unit, the other is the output liquid from the indoor unit. This way, the amount of additional cables routed in the room is reduced. When the end units are powered from the heat pump system supplied with the AHU, the liquid can remove heat from the room or transfer heat to it. The use of intermediates is necessary to maintain the minimum dimensions of the air-conditioning equipment. The fresh air preparation system itself, supplying outdoor air in the minimum amount of it, does not cover the losses and gains of heat in the room. Fresh air in the amount resulting from the hygienic minimum criterion, even at the assumed extreme air supply temperatures but limited by certain values due to comfort, is not able to fully cover the heat losses and gains in the room. It would be possible while maintaining larger amounts of air, which is associated with additional increased cross-sections of ventilation ducts, which does not go hand in hand with the minimized dimensions of multi-family housing. Due to the greater heat capacity of the intermediate fluid, the diameters of the intermediate fluid conduits are much smaller and are able to dissipate or transfer larger amounts of heat.

Zintegrowany scentralizowany system wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczy jest samowystarczalnym systemem powietrzno-wodnym zdolnym do wentylacji pomieszczenia, jego chłodzenia, ogrzewania, w którym powietrze doprowadzane w minimalnej ilości jest „motorem napędowym” do pracy jednostek wewnętrznych. System nie wymaga zastosowania innych systemów w obiekcie. Co więcej realizuje swój cel przy zachowaniu minimalnych wymiarów i przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej.The integrated centralized ventilation, cooling and heating system is a self-sufficient air-water system capable of ventilating, cooling and heating the room, in which the minimum amount of supplied air is the "driving force" for the operation of indoor units. The system does not require the use of other systems in the facility. Moreover, it achieves its goal with minimum dimensions and minimum electricity consumption.

Urządzenie składa się z pięciu zasadniczych elementów. Pierwszy element stanowi urządzenie centralne jakim jest centrala wentylacyjna. Centrala posiada dwa króćce do podłączenia kanałów wentylacyjnych, z czego jeden jest króćcem nawiewno-wywiewnym, drugi jest króćcem czerpno-wyrzutowym. Z centrali wychodzą dodatkowo dwa przewody od strony króćca nawiewno-wywiewnego: jeden zasilający jednostki wewnętrzne systemu, drugi powrotny z jednostek wewnętrznych. Od strony króćca czerpno-wyrzutowego również znajdują się dwa przewody: jeden zasilający wymiennik ciepła usytuowany w elemencie czerpno-wyrzutowym, drugi powrotny z tego wymiennika.The device consists of five main elements. The first element is the central device, which is the air handling unit. The AHU has two connectors for connecting ventilation ducts, one of which is an intake-exhaust connector, the other is an intake-exhaust connector. There are two additional wires from the air handling unit from the side of the supply and exhaust connector: one for supplying the indoor units of the system, the other for returning from the indoor units. On the side of the intake-exhaust pipe there are also two pipes: one supplying the heat exchanger located in the intake-exhaust element, the other returning from this exchanger.

Wewnątrz centrali znajduje się jeden wymiennik woda-powietrze usytuowany po stronie powietrza nawiewanego oraz jeden wymiennik usytuowany po stronie powietrza wywiewanego. Wymienniki te stanowią układ sprzężonych wymienników glikolowych wspomagających pracę odzysku ciepła odbywającą się na całej długości kanału wentylacyjnego i integrujące ten układ z układem pompy ciepła. W okresach przejściowych może pracować tylko układ glikolowego odzysku ciepła na tzw. „krótkim obiegu”, w okresie wyższych lub niższych temperatur powietrza zewnętrznego do jego pracy zostaje dołączona pompa ciepła.Inside the AHU there is one water-air exchanger located on the supply air side and one exchanger located on the exhaust air side. These exchangers are a system of coupled glycol exchangers supporting the work of heat recovery taking place along the entire length of the ventilation duct and integrating this system with the heat pump system. In transitional periods, only the glycol heat recovery system can work on the so-called "Short cycle", a heat pump is included in its operation during periods of higher or lower outside air temperatures.

PL 239 480 B1PL 239 480 B1

Wymiennik usytuowany w strumieniu powietrza świeżego w okresie letnim pełni rolę chłodnicy, na której osuszane jest powietrze zewnętrzne.The exchanger located in the fresh air stream in the summer period acts as a cooler on which the outside air is dried.

Obok centrali istotnymi elementami przedmiotu według wynalazku są kanał wentylacyjny nawiewno-wywiewny oraz kanał wentylacyjny czerpno-wyrzutowy. W kanałach tych odbywa się wymiana ciepła na całej długości pomiędzy powietrzem świeżym a powietrzem usuwanym. Z uwagi iż urządzenie centralne w postaci centrali wentylacyjnej nie posiada dodatkowego wymiennika odzysku ciepła w postaci płytowo-krzyżowego lub typu obrotowego, cechować je będą zmniejszone dodatkowe opory, obniżone koszty transportu powietrza i tym samym zużycie energii elektrycznej przez wentylatory. Wzdłużnie na całej długości kanałów wentylacyjnych prowadzone są dwa przewody z cieczą pośredniczącą, które mogą być prowadzone na zewnątrz tego kanału lub wewnątrz.In addition to the AHU, important elements of the subject according to the invention are the supply-exhaust ventilation duct and the intake-exhaust ventilation duct. In these channels, heat exchange takes place along the entire length between the fresh air and the exhaust air. Due to the fact that the central device in the form of an air handling unit does not have an additional plate-cross or rotary type heat recovery exchanger, it will be characterized by reduced additional resistance, reduced costs of air transport and thus electricity consumption by fans. Two conduits with an intermediate liquid are led longitudinally along the entire length of the ventilation channels, which can be led outside or inside the channel.

Elementy zakańczające system według wynalazku stanowią indukcyjne panele klimatyzacyjne lub wentylatorowe panele klimatyzacyjne od strony pomieszczenia klimatyzowanego i element czerpno-wyrzutowy od strony zewnętrznej budynku. Zastosowanie nowych konstrukcji jednostek w postaci wentylatorowych lub indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych pozwala na zachowanie minimalnych wymiarów tych urządzeń. Urządzenie oprócz wtórnego procesu obróbki powietrza w pomieszczeniu na wymienniku ciepła, realizuje nawiew powietrza świeżego do pomieszczeń oraz wywiew powietrza zużytego. Jednostka w postaci czerpnio-wyrzutni będzie posiadać zintegrowany wymiennik ciepła, na którym będzie przekazywane lub odbierane ciepło od cieczy pośredniczącej. Z uwagi na zastosowanie zjawiska indukcji jednostka cechować się będzie podobnie jak jednostki końcowe umieszczone w pomieszczeniu kompaktowymi wymiarami.The elements terminating the system according to the invention are induction air-conditioning panels or fan air-conditioning panels from the side of the air-conditioned room and an intake-exhaust element from the outside of the building. The use of new unit designs in the form of fan or induction air conditioning panels allows to keep the minimum dimensions of these devices. The device, apart from the secondary air treatment process in the room on the heat exchanger, provides fresh air supply to rooms and exhaust air exhaust. The unit in the form of an intake-launcher will have an integrated heat exchanger on which heat will be transferred or received from the intermediate liquid. Due to the application of the induction phenomenon, the unit will have compact dimensions, just like the end units placed in the room.

Wszystkie rysunki nie ujmują możliwości zastosowania różnego typu filtrów: począwszy od zgrubnych filtrów tkaninowych niższej klasy aż po filtry elektrostatyczne bardzo wysokiej klasy hepa, które dodatkowo cechuj e niskie opory podczas przepływu powietrza.All the drawings do not include the possibility of using various types of filters: from lower class coarse fabric filters to very high class HEPA electrostatic filters, which are additionally characterized by low air flow resistance.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach według fig. 1, przedstawiającym konstrukcję i ideę działania urządzenia.The subject of the invention has been shown in the embodiment on the drawings according to Fig. 1, which show the construction and operation concept of the device.

Zintegrowany scentralizowany system wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczy zbudowany jest z centrali wentylacyjnej 1, jednostek końcowych w postaci indukcyjnych bądź wentylatorowych paneli klimatyzacyjnych 3, kanału nawiewno-wywiewnego 2, kanału czerpno-wyrzutowego 4 oraz czerpnio-wyrzutni w postaci panelu zewnętrznego 5. Wraz z kanałem nawiewno-wywiewnym 2 po stronie zewnętrznej centrali 1 prowadzone są wzdłużnie, na zewnątrz lub wewnątrz tego kanału, dwa przewody z cieczą pośredniczącą zasilające wymienniki ciepła jednostki wewnętrznej 3: zasilający 26 oraz powrotny 27. Analogicznie z jednostki centralnej 1 wyprowadzone są dwa przewody z cieczą pośredniczącą zasilające wymiennik 23 jednostki zewnętrznej 5. Przewody te są podobnie prowadzone wzdłuż kanału wentylacyjnego wewnątrz lub na zewnątrz jako zasilający 28 i powrotny 25.The integrated centralized ventilation, cooling and heating system consists of a ventilation unit 1, end units in the form of induction or fan air-conditioning panels 3, a supply-exhaust duct 2, an intake-exhaust duct 4 and an intake-exhaust in the form of an external panel 5. Together with the duct on the outside of the supply and exhaust 2, on the external side of the unit 1, there are two lines with intermediate liquid, which supply the heat exchangers of the indoor unit 3: supply 26 and return 27, run longitudinally, outside or inside the channel. supplying the exchanger 23 of the outdoor unit 5. These lines are likewise routed along the ventilation duct inside or outside as supply 28 and return 25.

W centrali wentylacyjnej 1 wewnątrz umieszczone są dwa wentylatory: nawiewny 6 i wywiewny 7. Wentylator nawiewny umieszczony jest w przewodzie nawiewnym zaś wentylator wywiewny znajduje się w przewodzie wywiewnym. W celu zachowania kompaktowych wymiarów kanał wywiewny prowadzony jest na zewnątrz centrali w formie przewodu rura w rurze tj. wewnątrz przewodu wentylacyjnego zaś na zewnątrz prowadzony jest kanał nawiewny. Podobnie w celu zachowania kompaktowych wymiarów centrali, w szczególności wysokości, wentylator nawiewny 6 jest umieszczony naprzeciw wentylatora wywiewnego 7, przy czym kanał wywiewny w centrali z wykorzystaniem dwóch trójników 13 wyprowadzony jest kanałami obejściowymi 14 poza wentylator nawiewny 6.Inside the air handling unit 1, there are two fans: supply 6 and exhaust 7. The supply fan is placed in the supply duct, and the exhaust fan is located in the exhaust duct. In order to keep the compact dimensions, the exhaust duct is led outside the AHU in the form of a pipe in a pipe, i.e. inside the ventilation duct, and the supply duct is led outside. Similarly, in order to keep the AHU's compact dimensions, in particular its height, the supply fan 6 is placed opposite the exhaust fan 7, with the exhaust duct in the AHU being led out through by-pass channels 14 outside the supply fan 6 by means of two tees 13.

Poza układem wentylacyjnym wewnątrz centrali wentylacyjnej 1 znajduje się zintegrowany układ rekuperacyjny z pompą ciepła. Układ ten bazuje w tzw. „długim obiegu” na przewodach cieczy pośredniczącej krążącej pomiędzy wymiennikami jednostek wewnętrznych 3 i czerpno-wyrzutni 5. Układ ten tworzą przewód powrotny z jednostki wewnętrznej 27, w którym zainstalowana jest pompa cyrkulacyjna 12 wewnątrz centrali wentylacyjnej 1. Pompa 12 tłoczy ciecz przez wymiennik 9 sprężarkowej pompy ciepła typu freon-woda, który również umieszczony jest w centrali wentylacyjnej 1. Wymiennik 9 w okresie letnim pełni rolę skraplacza, zaś w okresie zimowym parowacza sprężarkowej pompy ciepła. Ciecz pośrednicząca za wymiennikiem 9 przepływa przez przewód zasilający 28 do wymiennika 23 czerpnio-wyrzutni 5. Ciecz pośrednicząca za wymiennikiem ciepła 23 czerpnio-wyrzutni przewodem 25, płynie wzdłużnie z kanałem czerpno-wyrzutowym 4 do centrali wentylacyjnej 1. Wewnątrz centrali płynie przez drugi z wymienników 8 sprężarkowej pompy ciepła, który w lecie pełni rolę parowacza, zaś w zimie skraplacza pompy ciepła. Za wymiennikiem 8 ciecz pośrednicząca przepływa przez wymiennik ciepła woda-powietrze 29 umieszczony w kanale nawiewnym centrali wentylacyjnej 1 za wentylatorem nawiewnym 6. Wymiennik 29 chłodzi i osusza powietrze świeżeIn addition to the ventilation system, inside the air handling unit 1 there is an integrated recuperative system with a heat pump. This system is based on the so-called "Long circulation" on the intermediate fluid conduits circulating between the exchangers of indoor units 3 and the intake-exhaust pipe 5. This system consists of a return pipe from the indoor unit 27, in which a circulation pump 12 is installed inside the air handling unit 1. The pump 12 pumps the liquid through the compressor exchanger 9 Freon-water heat pump, which is also located in the air handling unit 1. The exchanger 9 plays the role of a condenser in the summer and a compressor heat pump evaporator in the winter. Intermediate liquid downstream the exchanger 9 flows through the supply pipe 28 to the exchanger 23 of the intake-exhaust pipe 5. The intermediate fluid after the heat exchanger 23 of the intake-exhaust pipe through the pipe 25, flows longitudinally with the intake-exhaust duct 4 to the air handling unit 1. Inside the unit, it flows through the second of the exchangers 8 compressor heat pump, which acts as an evaporator in summer and as a condenser for a heat pump in winter. After the exchanger 8, the intermediate liquid flows through the water-air heat exchanger 29 located in the supply duct of the air handling unit 1 behind the supply fan 6. The exchanger 29 cools and dries the fresh air

PL 239 480 B1 w okresie letnim lub grzeje to powietrze w okresie zimowym. Ciecz pośrednicząca dalej wewnątrz centrali 1 jest kierowana na zewnątrz centrali 1 gdzie przewodem zasilającym 26 trafia do wymiennika ciepła 15 usytuowanym w jednostkach wewnętrznych 3. Za wymiennikiem 15 ciecz pośrednicząca przewodem 27 trafia z powrotem do centrali, i jest zasysana przez pompę cyrkulacyjną 12, po czym obieg jest kontynuowany powtórnie.In summer, it heats the air in winter. The intermediate liquid further inside the unit 1 is directed to the outside of the unit 1, where through the supply line 26 it goes to the heat exchanger 15 located in the indoor units 3. After the exchanger 15, the intermediate liquid goes back through the line 27 to the unit, and is sucked by the circulation pump 12, then the circulation continues again.

Wymienniki pompy ciepła parowacz 8 i skraplacz 9 są połączone ze sobą przewodami, w których krąży czynnik ziębniczy. Czynnik krąży wewnątrz przewodów ziębniczych dzięki pracy sprężarki 10, za rozprężenie odpowiedzialny jest zawór rozprężny 11. Praca rewersyjna odbywa się poprzez odwrócenie obiegu ziębniczego. Na rysunku nie jest uwidoczniony element obiegu ziębniczego w postaci zaworu czterodrogowego, który to umożliwia, tak by zapewnić czytelność rysunku.The heat pump exchangers, the evaporator 8 and the condenser 9 are connected to each other by pipes in which the refrigerant circulates. The refrigerant circulates inside the refrigerant lines thanks to the operation of the compressor 10, the expansion valve 11 is responsible for the decompression. Reversing operation is carried out by reversing the refrigerant cycle. The figure does not show the refrigerant circuit element in the form of a four-way valve, which allows this to ensure the legibility of the drawing.

Wewnątrz centrali wentylacyjnej 1 po stronie powietrza usuwanego usytuowany jest tylko jeden wymiennik ciepła 34, którego zadaniem podczas pracy w tzw. „krótkim obiegu” jest odzysk ciepła od powietrza usuwanego oraz wsparcie procesu odzysku ciepła, który odbywa się na całej długości kanału wentylacyjnego. Odzyskane ciepło jest przekazywane do wymiennika ciepła 29 usytuowanego w strumieniu powietrza nawiewanego. Poprzez pompę cyrkulacyjną 12 oraz zawór trójdrogowy 35, usytuowany na przewodzie obejściowym znajdującym się pomiędzy przewodem z medium pośredniczącym 28 oraz 25 by-pasowym i zawór trójdrogowy 36 usytuowany w przewodzie obejściowym pomiędzy przewodem z medium pośredniczącym 26 oraz 27, układ hydrauliczny pracuje na „krótkim obiegu hydraulicznym” realizując sam proces odzysku ciepła. Gdy wymiana ciepła na całej długości kanału wentylacyjnego nie jest wystarczająca zadaniem układu hydraulicznego pracującego na krótkim obiegu hydraulicznym jest wsparcie tego odzysku w kanale wentylacyjnym.Inside the air handling unit 1, on the exhaust air side, there is only one heat exchanger 34, whose task during operation in the so-called "Short circuit" is the recovery of heat from the removed air and support for the heat recovery process, which takes place along the entire length of the ventilation duct. The recovered heat is transferred to a heat exchanger 29 situated in the supply air stream. Through the circulation pump 12 and the three-way valve 35, located on the bypass line between the medium line 28 and 25 by-belt, and the three-way valve 36 located in the bypass line between the medium line 26 and 27, the hydraulic system works on a "short circuit hydraulic "by implementing the heat recovery process itself. When heat exchange along the entire length of the ventilation duct is not sufficient, the task of the hydraulic system operating on a short hydraulic circuit is to support this recovery in the ventilation duct.

Kanał wentylacyjny nawiewno-wywiewny 2 tworzy przewód wentylacyjny typu „rura w rurze”, w którym przewód wywiewny wyciągowy 18 o okrągłym przekroju poprzecznym umieszczony jest wewnątrz kanału nawiewnego 19 o przekroju owalnym tak by zminimalizowana została wysokość zajmowana przez kanał wentylacyjny w pomieszczeniu. Przewód wentylacyjny wywiewny 18 może być również innego kształtu, o bardziej rozwiniętej powierzchni zwiększającej sprawność wymiany ciepła pomiędzy dwoma strumieniami powietrza. Wraz z tym kanałem wentylacyjnym 2 prowadzone są wzdłużnie przewody zasilający 26 i powrotny 27 pomiędzy wymiennikiem ciepła 15 jednostki wewnętrznej 3 a króćcem przyłączeniowym centrali wentylacyjnej 1. Przewody cieczy pośredniczącej prowadzone mogą być wewnątrz lub na zewnątrz kanału 2.The supply-exhaust ventilation duct 2 forms a "pipe-in-pipe" ventilation duct, in which the exhaust exhaust duct 18 with a circular cross-section is placed inside the supply duct 19 with an oval cross-section so that the height occupied by the ventilation duct in the room is minimized. The exhaust ventilation duct 18 can also be of a different shape, with a more developed surface increasing the heat transfer efficiency between the two air streams. Along with this ventilation duct 2, supply lines 26 and return lines 27 are guided longitudinally between the heat exchanger 15 of the indoor unit 3 and the connection socket of the air handling unit 1. The intermediate liquid lines can be led inside or outside the duct 2.

Kanał wentylacyjny czerpno-wyrzutowy 4 tworzą podobnie kanał wyrzutowy powietrza zużytego 20 o okrągłym przekroju poprzecznym umieszczony wewnątrz kanału 21 o przekroju owalnym powietrza świeżego czerpanego z zewnątrz. Kanał wewnętrzny wyrzutowy może być różnego kształtu, który pozwoli na zwiększenie sprawności wymiany ciepła pomiędzy powietrzem świeżym zewnętrznym a powietrzem wyrzucanym. Na całej długości wraz z tym kanałem wentylacyjnym 4 prowadzone są wzdłużnie przewody zasilający 28 i powrotny 25 pomiędzy wymiennikiem ciepła 23 jednostki zewnętrznej 5 a króćcem przyłączeniowym centrali wentylacyjnej 1. Przewody prowadzone mogą być wewnątrz lub na zewnątrz kanału 4.The intake-exhaust ventilation duct 4 is similarly formed by the exhaust air exhaust duct 20 with a round cross-section placed inside the duct 21 with an oval cross-section of fresh air drawn from the outside. The internal discharge channel may be of various shapes which will allow to increase the efficiency of heat exchange between fresh outside air and exhaust air. Along its entire length with this ventilation duct 4, supply lines 28 and return lines 25 are guided longitudinally between the heat exchanger 23 of the outdoor unit 5 and the connection socket of the air handling unit 1. The ducts can run inside or outside the duct 4.

Jednostkę wewnętrzną 3 stanowi indukcyjny panel klimatyzacyjny lub wentylatorowy panel klimatyzacyjny. Rozwiązania te stanowią przedmiot odrębnych zgłoszeń patentowych. Na rysunku wg fig. 1 przedstawiono rozwiązanie jednego z wariantów indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego, którego wyposażenie stanowi wymiennik ciepła 15 zasilany z przewodów wychodzących z centrali wentylacyjnej 1. Powietrze świeże doprowadzane jest do jednostki wewnętrznej kanałem zewnętrznym przez które trafia do panelu dyfuzyjnego, który stanowią elementy nawiewne zakończone szczeliną powietrzną. Szczelina powietrzna 16 wydmuchuje z dużą prędkością powietrze świeże, wstępnie uzdatnione w centrali na wymienniku 29. Wydmuch powietrza świeżego ze szczelin 16 jednostki wewnętrznej 3 powoduje indukcję powietrza z pomieszczenia, które przepływa przez wymiennik ciepła 15 jednostki wewnętrznej 3. W ten sposób realizowana jest z wykorzystaniem jednego elementu obróbka powietrzno-wodna powietrza w klimatyzowanym pomieszczeniu. Jednostka wewnętrzna 3, co więcej realizuje wywiew powietrza zużytego przez otwory 17 usytuowane w tej jednostce. Szczegółowe konstrukcje rozwiązań szczelin powietrznych samego panelu dyfuzyjnego dla wersji indukcyjnych paneli klimatyzacyjnych lub też rozprowadzenia powietrza dla wersji wentylatorowego panelu klimatyzacyjnego przedstawiono w oddzielnych zgłoszeniach patentowych numer P.425244, P.425647,The indoor unit 3 is an induction air conditioning panel or a fan air conditioning panel. These solutions are the subject of separate patent applications. The drawing according to Fig. 1 shows a solution of one of the variants of the induction air-conditioning panel, the equipment of which is a heat exchanger 15 supplied from ducts coming from the air handling unit 1. Fresh air is supplied to the indoor unit through an external channel through which it goes to the diffusion panel, which are air supply elements. ended with an air gap. The air gap 16 blows out at high speed fresh air, pre-treated in the unit on the exchanger 29. Blowing fresh air from the slots 16 of the indoor unit 3 induces air from the room, which flows through the heat exchanger 15 of the indoor unit 3. This is done using one element air-water treatment of air in an air-conditioned room. The indoor unit 3, moreover, realizes the exhaust air exhaust through openings 17 situated in this unit. Detailed constructions of air gaps of the diffusion panel itself for the versions of induction air conditioning panels or air distribution for the version of the fan air conditioning panel are presented in separate patent applications number P.425244, P.425647,

P.426603, P.426920. Wentylatorowy panel klimatyzacyjny pozwala na obróbkę powietrza w ograniczonym zakresie mocy z uwagi na brak indukcji powietrza z pomieszczenia oraz realizację chłodzenia i grzania pomieszczeń tylko w zakresie wynikającym z ograniczonej ilości powietrza świeżego.P.426603, P.426920. The fan air-conditioning panel allows the air to be processed in a limited power range due to the lack of air induction from the room and the cooling and heating of rooms only to the extent resulting from the limited amount of fresh air.

PL 239 480 B1PL 239 480 B1

Jednostkę zewnętrzną 5 stanowi czerpnio-wyrzutnia w postaci panelu indukcyjnego 24 przez który wypływa powietrze usuwane z pomieszczenia. Powietrze wypływa szczelinami panelu z dużą prędkością, co indukuje przepływ powietrza zewnętrznego przez otwór 33 a następnie przez wymiennik ciepła 23 zintegrowany z panelem. Element panelu stanowi przegroda separująca wlot powietrza zewnętrznego indukowanego na wskutek przepływu powietrza usuwanego ze szczelin, od wlotu powietrza zewnętrznego, które dopływa przez otwór 22 na całym obwodzie panelu zewnętrznego 5.The external unit 5 is an intake-exhaust in the form of an induction panel 24 through which the air removed from the room flows. The air flows through the panel slots at a high speed, which induces external air to flow through the opening 33 and then through a heat exchanger 23 integrated with the panel. The panel element is a partition separating the inlet of the external air induced by the flow of air removed from the slots from the inlet of the external air that flows through the opening 22 around the entire circumference of the external panel 5.

Przedstawione funkcje są podstawowymi funkcjami realizowanymi przez urządzenie. System umożliwia wiele więcej możliwych kombinacji i wariantów pracy. Zintegrowany scentralizowany system wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczy łączy w opisanej podstawowej wersji funkcje wentylacji pomieszczeń z ogrzewaniem i chłodzeniem z wykorzystaniem jednoprzewodowego systemu wentylacyjnego cechującego się tym, że po stronie powietrza nawiewanego znajduje się tyko jeden wymiennik ciepła podobnie jak po stronie powietrza usuwanego. Zintegrowany układ rekuperacyjny i pompy ciepła wraz z odzyskiem ciepła na całej długości kanału wentylacyjnego pozwala na zminimalizowane zużycie energii elektrycznej oraz energii pierwotnej. Nowa konstrukcja jednostek wewnętrznych pozwala na przekazywanie dodatkowego ciepła do systemu wodnego z wykorzystaniem zjawiska indukcji powietrza, tym samym obok systemu powietrznego możliwe jest pokrycie pełnych strat ciepła i asymilacja zysków ciepła z pomieszczenia.The functions presented are the basic functions performed by the device. The system enables many more possible combinations and variants of work. The integrated centralized ventilation-cooling-heating system in the described basic version combines the functions of room ventilation with heating and cooling with the use of a single-duct ventilation system, characterized in that there is only one heat exchanger on the supply air side, as well as on the exhaust air side. The integrated recuperative system and heat pumps with heat recovery along the entire length of the ventilation duct allow for minimized consumption of electricity and primary energy. The new design of indoor units allows the transfer of additional heat to the water system using the phenomenon of air induction, thus, next to the air system, it is possible to cover the full heat losses and assimilate heat gains from the room.

Claims

1. Integrated centralized ventilation-cooling-heating system equipped with a supply-exhaust air handling unit 1, ducts for ventilation ducts 2 and 4 as well as end units 3 and outdoor 5, characterized in that the air handling unit 1 has only two connection stubs, one for one one ventilation duct connecting the air handling unit 1 with the indoor unit 3 is connected from the nozzles, and one ventilation duct connecting the air handling unit 1 with the outdoor unit 5 is connected to the other of the connection stubs, at the same time a duct is led in the ventilation duct connecting the air handling unit 1 with the indoor unit 3 exhaust air 18 inside supply duct 19 and longitudinally along the entire length of this duct, two intermediate liquid lines, supply 26 and return 27, are guided parallel to each other from the air handling unit 1 to the indoor unit 3; in turn, in the ventilation duct connecting the air handling unit 1 with the outdoor unit 5, an discharge duct 20 is guided inside the intake duct 21 and longitudinally along the entire length of this duct, two intermediate liquid ducts are led parallel to each other from the air handling unit 1 to the outdoor unit 5.

2. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim 5. The exhaust duct of claim 1, characterized in that in the ventilation duct connecting the air handling unit 1 with the indoor unit 3, the exhaust duct is led outside the supply duct, and in the ventilation duct connecting the ventilation unit 1 with the outdoor unit 5, the exhaust duct is led outside the intake duct.

3. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim A circulating pump as well as a refrigerant-intermediate fluid exchanger 9 acting as an evaporator in winter and a condenser in summer, simultaneously inside the air handling unit 1, are located inside the unit 1 between the intermediate liquid line 25 on the return from the outdoor unit 5 and the intermediate liquid line 26 supplying the indoor unit 3 there are successively: a refrigerant-intermediate liquid exchanger 8 acting as a heat pump condenser in winter and an evaporator in summer, and an intermediate liquid exchanger - supply air 29.

4. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim A heat pump compressor system, refrigerant lines, an expansion element and a four-way valve for realizing a reverse refrigerant circuit are located between the refrigerant-intermediate heat exchanger 8 and between the refrigerant-intermediate heat exchanger 9.

PL 239 480 B1

5. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim The method of claim 4, characterized in that the heat exchange is carried out on a short circuit with the medium forced by the circulation pump 12 cooperating with two three-way and control valves 36 and 36 with bypass lines in such a way that on the medium liquid line 25 upstream of the heat exchanger 8 a three-way valve 35, on the bypass of which an air-to-water heat exchanger 34 is located in the exhaust air stream 20 and a bypass line is connected to the medium line 28 downstream of the heat exchanger 9, and on the medium line 26 there is a three-way control valve 36, whose bypass is connected to the pipe 27 at the inlet of the circulation pump 12.

6. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim A device according to claim 1, characterized in that the indoor unit 3 is an induction air-conditioning panel in which, in its central part, air is blown from the room through an exhaust sheet, and fresh air is blown in the form of slots in the form of slots at a high speed through an exhaust sheet. induction of room air flowing successively through the openings between the supply elements and through a heat exchanger integrated with the device.

7. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim A device according to claim 1, characterized in that the outdoor unit 5 is an induction air-conditioning panel, in which the exhaust air is forced in its central part, and then it is distributed circumferentially to the exhaust elements through which the air flows through the slots at high speed, inducing the external air that flows through the integrated with a heat exchanger unit, at the same time, along the outer edge of the outdoor unit, air is sucked in through an intake opening located around the entire circumference of the unit and separated from the waste air side by a separating partition.

8. Integrated centralized ventilation, cooling and heating system according to claim A refrigerant circuit according to claim 1, characterized in that, instead of the brine, the refrigerant circulates inside the air handling unit 1 between the conduit 27 and the conduit 28, and an expansion element is located between conduit 25 and conduit 26, and the refrigerant compressor and the system works only with direct evaporation of the refrigerant, without any intermediates.