PL249985B1 - Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne - Google Patents

Abstract

Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wyposażone w przewód w odzysku ciepła (1) usytuowany w ścianie zewnętrznej pomieszczenia albo na ścianie zewnętrznej pomieszczenia od jego wnętrza, w którym następuje wymiana ciepła na całej długości tego przewodu (1) lub na jego fragmencie pomiędzy powietrzem świeżym i usuwanym zakończony panelem nawiewno-wywiewnym (4) z jednej strony oraz czerpnio-wyrzutnią (3) z drugiej strony charakteryzuje się tym, że zespół ten wyposażony jest w pojedynczy wentylator wyciągowy (2) usytuowany na drodze powietrza usuwanego, tj. znajdujący się w przewodzie odzysku ciepła (1) albo w panelu nawiewno-wywiewnym (4) albo elemencie czerpnio-wyrzutni (3) i po załączeniu tego wentylatora (2) powstaje podciśnienie powietrza w pomieszczeniu oraz samoistne zasysanie powietrza świeżego, które na wskutek wytworzonego w pomieszczeniu podciśnienia płynie przez otwór w czerpnio-wyrzutni (3) dalej przez przewód odzysku ciepła (1) wymieniając ciepło z powietrzem usuwanym przez przegrody (8) w nim zawarte a następnie przez otwór nawiewny w panelu nawiewno-wywiewnym (4) do wentylowanego pomieszczenia przy czym panel nawiewno-wywiewny (4) jest zdejmowalny i wymiennie może zostać zastąpiony indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym (5) wykorzystującym te same otwory nawiewne (9) i wywiewne (10) co panel nawiewno-wywiewny (4) i dodatkowo wyposażonym w drugi wentylator nawiewny (7), panel dyfuzyjny (14) z kolektorem lub kolektorami zakończonymi perforowanymi otworami lub szczeliną powietrzną oraz zintegrowany wymiennik ciepła (6).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne przeznaczone do wentylacji, ogrzewania i klimatyzacji budynków w szczególności mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych.

Podstawowym przeznaczeniem przedmiotu wynalazku jest realizacja zamiennie funkcji wentylacji z odzyskiem ciepła lub funkcji wentylacji z odzyskiem ciepła w połączeniu z chłodzeniem i ogrzewaniem powietrza. Dwie różne funkcje realizowane są z wykorzystaniem tego samego przewodu odzysku ciepła umieszczonego wewnątrz przegrody zewnętrznej pomieszczenia lub na przegrodzie zewnętrznej wewnątrz pomieszczenia oraz poprzez zastosowanie podłączonych do niego różnych elementów zakańczających. Elementem zakańczającym może być zarówno panel nawiewno-wywiewny bez zintegrowanego wymiennika ciepła lub zamiennie tzw. indukcyjny panel klimatyzacyjny z zintegrowanym wymiennikiem ciepła i działającym na zasadzie indukcji. Zastosowanie zamiennie panelu nawiewno-wywiewnego pozwala na realizację funkcji samej wentylacji z odzyskiem ciepła, zaś zdjęcie tego panelu i zastąpienie go panelem indukcyjnym pozwala na poszerzenie funkcji wentylacji z odzyskiem ciepła realizowanej przez urządzenie o funkcję chłodzenia i ogrzewania pomieszczeń.

Funkcja wentylacji z odzyskiem ciepła w obu wersjach tj. z panelem nawiewno-wywiewnym lub panelem indukcyjnym klimatyzacyjnym realizowana jest z wykorzystaniem tego samego elementu przewodu odzysku ciepła wraz z czerpnio-wyrzutnią i zabudowanymi, w tak skonfigurowanym zespole jednym wentylatorem wyciągowym (wersja z przyłączonym panelem nawiewno-wywiewnym) lub dwoma wentylatorami: nawiewnym i wyciągowym (wersja z przyłączonym panelem nawiewno-wywiewnym lub indukcyjnym panelem). Przewód odzysku ciepła usytuowany jest wewnątrz ściany/przegrody zewnętrznej pomieszczenia lub na przegrodzie zewnętrznej wewnątrz pomieszczenia. Przewód odzysku ciepła zakończony jest po stronie zewnętrznej przegrody zewnętrznej pomieszczenia czerpnio-wyrzutnią, zaś od strony pomieszczenia elementem nawiewno-wywiewnym lub zamiennie tzw. panelem indukcyjnym. Elementy zakańczające w postaci panelu nawiewno-wywiewnego lub indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego po podłączeniu do przewodu odzysku ciepła wraz z wbudowanymi w ten zespół wentylatorem lub wentylatorami stanowią integralną całość. Po zmianie elementu zakańczającego z panelu nawiewno-wywiewnego na panel indukcyjny klimatyzacyjny zmieniają się funkcje realizowane przez zintegrowane w ten sposób urządzenie. Jednak w oby przypadkach zarówno panel nawiewno-wywiewny jak też indukcyjny panel klimatyzacyjny wykorzystują te same kanały powietrzne wlotowe i wylotowe do/z przewodu odzysku ciepła i w obu przypadkach realizują cele wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. W przypadku zastosowania indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego poszerzone one o funkcję chłodzenia i ogrzewania powietrza w pomieszczeniu.

Przewód odzysku ciepła, dla jednej z wersji wykonania przedmiotu według wynalazku, jest zblokowany w jednej obudowie wraz z elementem zakańczającym tj. zamiennie stosowanym panelem nawiewno-wywiewnym lub panelem indukcyjnym i jako urządzenie monoblokowe jest umieszczone na ścianie zewnętrznej od wewnątrz pomieszczenia. Przewód odzysku ciepła dla innej wersji wykonania przedmiotu według wynalazku jest umieszczony wewnątrz przegrody zewnętrznej pomieszczenia i podłączony jest bezpośrednio do zamiennie wykorzystywanego panelu nawiewno wywiewnego lub panelu indukcyjnego klimatyzacyjnego umieszczonego na ścianie zewnętrznej od wewnątrz pomieszczenia. Przewód odzysku ciepła jest zakończony z drugiej strony na zewnątrz pomieszczenia czerpnio-wyrzutnią. Przewód odzysku ciepła 1 może też być przedłużony lub częściowo również usytuowany w panelu nawiewno-wywiewnym 4 albo w czerpnio-wyrzutni 3 albo w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym 5 i wymiana ciepła pomiędzy sąsiednimi strumieniami powietrza może zachodzić również w tych elementach.

Przedmiot wynalazku cechuje możliwość zmiany przeznaczenia funkcji przedmiotu wynalazku z urządzenia realizującego cele samej wentylacji z odzyskiem ciepła na urządzenie wentylacyjno-chłodząco-ogrzewcze. W tym wykonaniu realizujące oprócz wentylacji z odzyskiem ciepła funkcje: chłodzącą i ogrzewczą. Zmiana funkcji przeznaczenia możliwa jest poprzez zdjęcie panelu nawiewno-wywiewnego i nałożenie na jego miejsce tzw. panelu indukcyjnego. Jest to podobnie element nawiewno-wywiewny ale wyposażony dodatkowo w wymiennik ciepła i wentylator nawiewny dla wersji z przewodem odzysku ciepła wraz z czerpnio-wyrzutnią wyposażonymi w pojedynczy wentylator wyciągowy.

Jeśli w przewodzie odzysku ciepła lub w cz erpnio-wyrzutni znajdują się dwa wentylatory: nawiewny i wyciągowy indukcyjny panel klimatyzacyjny nie jest wyposażony w wentylator nawiewny i różni się od panelu nawiewno-wywiewnego tylko zintegrowanym wymiennikiem ciepła. Poprzez bezpośrednie wpięcie elementu nawiewno-wywiewnego z wymiennikiem ciepła w przewód odzysku ciepła dotychczasowe urządzenie wentylacyjne, staje się kompaktowym uniwersalnym urządzeniem wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczym. Zmiana przeznaczenia urządzenia może się zmieniać z czasem i okresowo pełnić ono może raz cele wentylacji raz cele wentylacyjno-chłodząco-ogrzewcze w zależności od upodobania użytkowników pomieszczenia. Realizowane jest to poprzez samą zmianę elementu zakończającego przewód odzysku ciepła, usytuowanego od wewnątrz po mieszczenia. Zwiększa się tym samym wszechstronność rozwiązania i brak konieczności rozległych remontów i modyfikacji pomieszczeń.

Urządzenie w takiej wersji jest w stanie asymilować pełne zyski ciepła dla pomieszczenia w okresie letnim oraz jest w stanie pokryć całkowite zyski ciepła pomieszczenia w okresie zimowym. Co więcej poprzez specjalne usytuowanie wymiennika może być on zasilony wodą o niskiej temperaturze zasilania w okresie lata tym samym zwiększając ogólną wydajność chłodniczą urządzenia. Urządzenie w wersji z panelem indukcyjnym wykorzystuje zjawiska: indukcji powietrza, tzw. efektu Coandy i odzysku ciśnienia dynamicznego powietrza na przyrost ciśnienia statycznego. Indukcyjny panel posiada wymiennik ciepła woda-powietrze, który może być zasilony wodą ziębniczą również o niskiej temperaturze poniżej temperatury punktu rosy schładzanego powietrza, wodą grzewczą, czynnikiem ziębniczym w fazie ciekłej bądź gazowej. Wymiennik ciepła może być również wykonany w postaci grzałki elektrycznej lub w technologii stanowiącej element chłodząco-ogrzewczy modułu Peltiera. Co charakterystyczne powietrze świeże wydmuchiwane za przewodem odzysku ciepła może być nawiewane albo bezpośrednio na wymiennik ciepła albo na dodatkowy element konstrukcyjny panelu powodując indukcje powietrza z pomieszczenia, które przepływa przez zintegrowany z urządzeniem wymiennik ciepła.

Specjalnie zaprojektowana konstrukcja wymiennika odzysku ciepła, zintegrowanie w elemencie czerpnio-wyrzutni paneli fotowoltaicznych oraz dla wariantu z wodnym wymiennikiem ciepła typu powietrze-woda odpowiednich materiałów przewodów magazynujących/buforujących ciepło i chłód w instalacji zasilającej czynią urządzenie jednym z najmniej energochłonnych rozwiązań wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczych. Brak kanałów rozprowadzających powietrze wentylacyjne po pomieszczeniach generuje dalsze oszczędności energetyczne.

Sposób zabudowy przewodu odzysku ciepła lub panelu rekuperacyjno-wentylacyjnego, jak też konstrukcja przedmiotu wynalazku czyni to rozwiązanie najbardziej kompaktowym rozwiązaniem spośród systemów i urządzeń ogrzewania, chłodzenia i wentylacji pomieszczeń.

Znane są konstrukcje aktywnych belek chłodniczych oraz klimakonwektorów indukcyjnych. Rozwiązania te działają na zasadzie indukcji powietrza ale je cechuje brak wentylatora i konieczność doprowadzenia powietrza świeżego z centrali wentylacyjnej oraz konieczność usytuowania w pomieszczeniach dodatkowych elementów wywiewnych. Powietrze świeże uzdatniane jest w centrali klimatyzacyjnej, która posiada znaczne wymiary i wymaga prowadzenia po budynku kanałowej, izolowanej instalacji wentylacyjnej.

Znane jest urządzenie w postaci wentylatora bezłopatkowego firmy Dyson wykorzystujące zjawisko indukcji powietrza. Wentylator działa na takiej zasadzie, że po stronie wlotu powietrza powietrze indukowane jest w mniejszym stopniu, zaś po stronie tłocznej następuje jego zwielokrotniona mulitiplikacja, co w rezultacie powoduje, że w pewnej odległości za wentylatorem po jego stronie tłocznej ilość powietrza nawiewanego stanowi równowartość kilkunastu udziałów powietrza pierwotnego dopływającego do urządzenia. Urządzenie działa w ten sposób, że powietrze przepływa przez wentylator przelotowo, zaś szczelina powietrza usytuowana jest równolegle wraz z płatem kanału nawiewnego. W przedmiocie wg wynalazku indukcyjny panel klimatyzacyjny ma zamknięty przepływ, tj. nie działa na przelocie powietrza lecz osiowo dopływające powietrze indukowane do wnętrza urządzenia wypływa pod kątem 90 stopni w stosunku do kierunku przepływu powietrza wlotowego powietrza indukowanego, zaś indukcja zwiększona jest po stronie wlotu powietrza po stronie ssawnej wentylatora nie po stronie tłocznej tak by ilość powietrza indukowanego i przepływającego przez wymiennik ciepła była zwielokrotniona. Szczelina powietrzna lub perforowane otwory nawiewne są usytuowane w taki sposób, że powietrze jest nawiewane na płat kolektora pod kątem prostym nie równolegle jak dla rozwiązania wentylatora firmy Dyson.

Urządzenie stanowiące przedmiot wynalazku nie wymaga doprowadzenia instalacji kanałowej po budynku, zastosowania centrali wentylacyjno-klimatyzacyjnej oraz rozmieszczenia dodatkowych elementów wywiewnych w pomieszczeniach. Urządzenie według przedmiotu wynalazku posiada zintegrowany w jednym urządzeniu przewód odzysku ciepła wraz z elementem zakańczającym oraz czerpnio

-wyrzutnię przez co stanowi samodzielne urządzenie klimatyzacyjne i nie wymagające do jego pracy zewnętrznych, dodatkowych urządzeń.

Znane są rozwiązania rekuperatorów ściennych wyposażonych w jeden lub dwa wentylatory realizujących tylko cele wentylacyjne. Co więcej urządzenie wyposażone tylko w jeden wentylator wywiewny działa na zasadzie raz nawiewu raz wywiewu powietrza. Wymiana ciepła odbywa się z wykorzystaniem elementu odzysku ciepła naprzemiennie raz omywanego powietrzem usuwanym raz świeżym zewnętrznym. Obniża się zatem wydajność tak skonfigurowanego systemu wentylacji oraz jego zastosowanie powoduje niewłaściwą cyrkulację powietrza w wentylowanym pomieszczeniu bo nawiew i wywiew jest realizowany z wykorzystaniem tego samego otworu nawiewnego i wywiewnego. Urządzenie będące przedmiotem wynalazku umożliwia poszerzenie funkcji wentylacji o funkcje chłodzącą i ogrzewczą, poprawia cyrkulację powietrza wentylacyjnego oraz umożliwia pełne pokrycie strat i zysków ciepła poprzez zastosowanie w jego konstrukcji zjawiska indukcji.

Znane są tradycyjne rozwiązania urządzeń wentylacyjnych w postaci central wentylacyjnych lub rekuperatorów ściennych nawiewno-wywiewnych oraz klimakonwektorów wentylatorowych. W centrali wentylacyjnej lub rekuperatorze ściennym realizującym tylko cele wentylacji występują dwa wentylatory, w klimakonwektorze odpowiedzialnym za funkcję chłodzenia lub ogrzewania usytuowany jest kolejny, trzeci wentylator. W rozwiązaniu według przedmiotu wynalazku za wentylację odpowiedzialny jest jeden wentylator wyciągowy pełniący funkcję nawiewno-wywiewną a po zastosowaniu panelu indukcyjnego funkcja chłodząca lub grzewcza realizowana jest z wykorzystaniem dodatkowego wentylatora nawiewnego. Zawsze liczba wentylatorów w zależności od realizowanych funkcji w przedmiocie według wynalazku jest mniejsza o jeden w stosunku do tradycyjnych systemów. Zmniejsza się w ten sposób energochłonność rozwiązania w odniesieniu do tradycyjnych systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnoogrzewczych.

Znane są konstrukcje fasadowych urządzeń wentylacyjnych zawierających w swojej konstrukcji wymienniki ciepła oraz wymiennik odzysku ciepła i dwa wentylatory nawiewny i wywiewny. Urządzenia te usytuowane poprzecznie w ścianie pomieszczenia cechują znaczne gabaryty, konieczność możliwości zabudowy w przegrodach zewnętrznych lub ich specjalnie wzmocnionej konstrukcji, nawiew całego uzdatnianego powietrza i świeżego i recyrkulacyjnego na wymiennik ciepła tym samym zwiększając ogólne gabaryty urządzenia i jego energochłonność. Często wymiennik ciepła zasilony jest wodą ziębniczą o stosunkowo wysokiej temperaturze tym samym urządzenia te nie są w stanie pokryć pełnych zysków ciepła pomieszczeń. Urządzenia te nie wykorzystują zjawiska indukcji powietrza. Urządzenie realizując cele samej wentylacji tj. przy zamkniętym obiegu wymiennika ciepła nadmuchują całe powietrze świeże na wymiennik ciepła co generuje straty energetyczne.

Znane są zgłoszenia patentowe nr P. 429664, P. 429719, P. 432555, P. 433688 w postaci zintegrowanych urządzeń i systemu wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczego. Rozwiązania te pozwalają na realizację funkcji samej wentylacji lub funkcji wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczej. Do wymiennika odzysku ciepła umieszczonego w przegrodzie zewnętrznej na stałe przymocowany jest panel nawiewno-wywiewny lub indukcyjny panel klimatyzacyjny działający na zasadzie indukcji i zawierający wymiennik ciepła. Urządzenie według przedmiotu wynalazku posiada wymienne elementy zakańczające i tym samym możliwość zmiany funkcji realizowanych przez urządzenie z wentylacyjnej na wentylacyjną w połączeniu z schładzaniem lub ogrzewaniem powietrza wykorzystując ten sam przewód odzysku ciepła. Co więcej urządzenie według wynalazku dodatkowo zawiera element czerpnio-wyrzutni zintegrowany z panelem fotowoltaicznym, wymiennik odzysku ciepła znajduje się również w korzystnej zblokowanej wersji na ścianie zewnętrznej lecz wewnątrz pomieszczenia wraz wymiennym panelem nawiewno-wywiewnym lub indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym z zintegrowanym wymiennikiem ciepła, który jest podłączony do instalacji umożliwiającej magazynowanie ciepła i chłodu. Przewód zasilający wymiennik ciepła w przedmiocie według wynalazku wykonany jest w technologii pozwalającej na akumulację energii chłodniczej i cieplnej w przewodzie.

Będące przedmiotem wynalazku rozwiązanie hybrydowego, bezprzewodowego urządzenia wentylacyjno-klimatyzacyjnego pozwala stosując ten sam, zajmujący niewielką przestrzeń w przegrodzie zewnętrznej budynku, element przewodu odzysku ciepła wyposażonego w jeden wentylator wyciągowy lub dwa wentylatory nawiewny i wyciągowy na zmianę przeznaczenia urządzenia z tylko wentylacyjnego na wentylacyjno-klimatyzacyjny i odwrotnie. Poprzez zamienny montaż raz samego elementu nawiewno-wywiewnego nie wyposażonego w wymiennik ciepła na element nawiewno-wywiewny wyposażony w wymiennik ciepła urządzenie może pełnić różne funkcje dopasowując się do wymagań użytkownika bez zwiększonych prac montażowych i wykorzystując ten sam przewód odzysku ciepła usytuowany w przegrodzie zewnętrznej pomieszczenia. Modyfikacja wymaga jedynie zmiany elementu zakańczającego przewód odzysku ciepła.

Urządzenie według przedmiotu wynalazku wyposażone jest w specjalnie zaprojektowaną konstrukcję wymiennika odzysku ciepła zwiększającą sprawność wymiany ciepła. Co więcej same przewody zasilające wymiennik ciepła w indukcyjnym panelu wykonane są w sposób pozwalający na magazynowanie energii chłodniczej i cieplnej, co zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną. Zmniejszona liczba wentylatorów w stosunku do tradycyjnych rozwiązań systemów wentylacyjno-chłodząco-ogrzewczych redukuje zapotrzebowanie na energię elektryczną. Zastosowanie w konstrukcji czerpnio-wyrzutni panelu fotowoltaicznego pozwala na dalszą redukcję energochłonności rozwiązania.

Urządzenie według przedmiotu wynalazku dalej zachowuje swoje ultrakompaktowe, najmniejsze spośród dostępnych urządzeń na rynku, wymiary.

Hybrydowe bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne zbudowane jest z przewodu odzysku ciepła zakończonego z jednej strony czerpnio-wyrzutnią z drugiej strony zamiennie do niego podłączanym panelem nawiewno-wywiewnym lub indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym. Wspólnie z panelem nawiewno-wywiewnym lub tzw. indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym tworzy z przewodem odzysku ciepła i zabudowanymi w nich dwoma wentylatorami urządzenie monoblokowe.

W swojej podstawowej wersji urządzenie wykonane jest i zblokowane wraz z panelem nawiewno-wywiewnym. W przewodzie odzysku ciepła znajdują się mikrokanały powietrza usuwanego oraz powietrza świeżego, zaś pomiędzy nimi umieszczone są przegrody separujące, przez które wymieniane jest ciepło pomiędzy sąsiednimi strumieniami zimnego i ciepłego powietrza. Powietrze świeże jest zasysane przez element czerpnio-wyrzutni i przepływa przez mikrokanały powietrza świeżego w przewodzie odzysku ciepła wymieniając ciepło przez sąsiednie mikrokanały powietrza usuwanego. Powietrze świeże po wymianie ciepła za przewodem odzysku ciepła jest kierowane do panelu nawiewnego z którego wypływa otworami nawiewnymi do pomieszczenia. Przepływ powietrza świeżego do pomieszczeń może być wywołany pracą albo jednego wentylatora wyciągowego albo pracą dwóch wentylatorów nawiewnego i wywiewnego. Dla wykonania z pojedynczym wentylatorem, wentylator pracuje jako wyciągowy usytuowany w kanale powietrza usuwanego. Wentylator wyciągowy usytuowany jest w panelu nawiewno-wywiewnym lub przewodzie odzysku ciepła lub w czerpnio-wyrzutni. Przez wytworzone jego pracą podciśnienie w pomieszczeniu samoistnie powietrze świeże przepływa przez mikrokanały powietrza świeżego i tak dopływa do pomieszczenia. Dla wersji z dwoma wentylatorami jeden wentylator wywiewny usytuowany jest w kanale powietrza usuwanego, zaś drugi, nawiewny, w kanale powietrza świeżego. Wentylator wywiewny znajduje się zatem w panelu nawiewno-wywiewnym lub przewodzie odzysku ciepła lub w czerpnio-wyrzutni. Podobnie wentylator nawiewny jest usytuowany w panelu nawiewno-wywiewnym lub w przewodzie odzysku ciepła lub w czerpnio-wyrzutni. Obydwa pracujące wentylatory wmuszają przepływ powietrza w obu kierunkach tj. usuwanego i powietrza świeżego. Poprzez przegrodę separującą w panelu nawiewno-wywiewnym odseparowane są od siebie skutecznie strony wywiewna i nawiewna uniemożliwiając mieszanie obu strumieni powietrza i właściwą cyrkulację powietrza w pomieszczeniu.

W przedmiocie wynalazku możliwe jest zdjęcie panelu nawiewno-wywiewnego i umieszczenia w jego miejscu tzw. indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego. Indukcyjny panel klimatyzacyjny wraz z przewodem odzysku ciepła podobnie jak dla wersji z panelem nawiewno-wywiewnym tworzy urządzenie monoblokowe. Te same otwory nawiewne i wywiewne w przewodzie odzysku ciepła jak dla panelu nawiewno-wywiewnego są wykorzystywane w panelu indukcyjnym. Dla wersji z pojedynczym wentylatorem wyciągowym umieszczonym w przewodzie odzysku ciepła indukcyjny panel klimatyzacyjny jest wyposażony w pojedynczy wentylator nawiewny, który wspomaga przepływ powietrza świeżego przez zwiększone opory panelu indukcyjnego. Jeśli panel nawiewno-wywiewny zawiera obydwa wentylatory w jego konstrukcji zastosowany zamiennie indukcyjny panel klimatyzacyjny posiada również dwa wentylatory nawiewny i wywiewny. Gdy wentylatory nawiewny i wywiewny znajdują się w przewodzie odzysku ciepła lub w czerpnio-wyrzutni indukcyjny panel klimatyzacyjny stosowany zamiennie z panelem nawiewno-wywiewnym nie są wyposażone w wentylatory.

Po podłączeniu do przewodu odzysku ciepła zakończonego czerpnio-wyrzutnią indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego zamiast panelu nawiewno-wywiewnego skonstruowane w ten sposób urządzenie monoblokowe pełni funkcję oprócz wentylacyjnej również chłodzącą lub ogrzewczą. Funkcja schładzania lub ogrzewania powietrza jest możliwa z wykorzystaniem zintegrowanego z panelem indukcyjnym wymiennika ciepła. Po podłączeniu do przewodu odzysku ciepła indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego wentylator wyciągowy wymusza przepływ powietrza usuwanego z pomieszczenia, które przepływa kolejno przez otwory wywiewne usytuowane w indukcyjnym panelu następnie przez mikrokanały powietrza usuwanego w przewodzie odzysku ciepła po czym wypływa przez otwory wyrzutowe w czerpnio-wyrzutni do atmosfery. W tym samym czasie pracuje wentylator nawiewny, który zasysa powietrze zewnętrzne przez otwory w czerpnio-wyrzutni, powietrze to płynie następnie mikrokanałami przewodu odzysku ciepła po czym wdmuchiwane jest do zamkniętych kanałów panelu dyfuzyjnego usytuowanego wewnątrz obudowy panelu indukcyjnego i zakończonego na całej długości szczelinami powietrznymi lub perforowanymi otworami. Ze szczeliny lub perforowanych otworów powietrze wypływa z dużą prędkością na ściankę wewnątrz obudowy indukcyjnego panelu powodując indukcję powietrza z pomieszczenia. Powietrze indukowane płynie kolejno przez otwory wlotowe w panelu indukcyjnym, zintegrowany wymiennik ciepła i po zmieszaniu z powietrzem świeżym/pierwotnym wypływa otworem nawiewnym panelu do pomieszczenia. Powietrze świeże wypływa bezpośrednio do klimatyzowanego pomieszczenia w przypadku zastosowania panelu nawiewno-wywiewnego lub jest nawiewane na element konstrukcyjny panelu indukcyjnego w przypadku jego zastosowania i powodując indukcję powietrza z pomieszczenia.

Indukcyjny panel klimatyzacyjny wyposażony w pojedynczy wentylator nawiewny i nie podłączony do przewodu odzysku ciepła (brak przewodu odzysku ciepła w pomieszczeniu klimatyzowanym) i czerpnio-wyrzutni może pełnić samodzielną funkcję chłodzącą lub grzewczą pracując wyłącznie na powietrzu obiegowym. Powietrze recyrkulacyjne jest zasysane przez wentylator usytuowany w jego konstrukcji i tłoczone do panelu dyfuzyjnego skąd perforowanymi otworami lub poprzez szczelinę wypływa do pomieszczenia lub na element konstrukcyjny panelu z dużą prędkością powodując indukcje powietrza z pomieszczenia. Powietrze indukowane przepływa przez zintegrowany z panelem indukcyjnym wymiennik ciepła po czym po ogrzaniu lub schłodzeniu miesza się z powietrzem pierwotnym, po czym wydmuchiwane jest z otworu nawiewnego panelu do pomieszczenia. Panel dyfuzyjny tworzy grupa przewód/kolektor lub grupa przewodów/kolektorów zamkniętych zakończonych szczeliną lub perforowanymi otworami z których wypływa powietrze recyrkulacyjne z dużą prędkością na ściankę wewnątrz obudowy panelu indukcyjnego powodując indukcje powietrza z pomieszczenia.

Czerpnio-wyrzutnia na przedniej ściance posiada wbudowany panel fotowoltaiczny, który zasila wentylator lub wentylatory usytuowane w przedmiocie wynalazku.

Przewód zasilający wymiennik ciepła w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym zawiera w przewodzie zasilającym materiał akumulujący energię chłodniczą i cieplną. W ten sposób magazynowana jest energia chłodnicza i cieplna w instalacji.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku według fig. 1 przedstawiającymi konstrukcję urządzenia. Na rysunku według fig. 1 przedstawiono rozwiązanie dla wersji przedmiotu wynalazku z przewodem odzysku ciepła usytuowanym w ścianie pomieszczenia i pojedynczym wentylatorem wywiewnym usytuowanym w jego konstrukcji oraz zamiennie wykorzystywanymi panelem nawiewno-wywiewnym i indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym wraz z zintegrowanym wymiennikiem ciepła i wentylatorem nawiewnym usytuowanym w jego konstrukcji.

Na rysunku wg fig. 1 przedstawiono również schemat przewodu odzysku ciepła zwiększający sprawność wymiany ciepła oraz konstrukcję czerpnio-wyrzutni zintegrowanej z panelem fotowoltaicznym oraz przewodem zasilającym wymiennik ciepła w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym, zawierającym materiały akumulujące energię chłodniczą i cieplną.

Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne z rysunku wg fig. 1 zbudowane jest z przewodu odzysku ciepła 1 wyposażonego w wyciągowy wentylator 2 i zakończonego czerpnio-wyrzutnią 3 i zamiennie do niego podłączanym i zdejmowalnym panelem nawiewno-wywiewnym 4 lub indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym 5. Indukcyjny panel klimatyzacyjny 5 wyposażony jest w zintegrowany wymiennik ciepła 6 oraz wentylator nawiewny 7. Przewód odzysku ciepła wyposażony jest w przegrody 8 wymieniające ciepło pomiędzy sąsiednimi strumieniami powietrza świeżego i usuwanego. Wymiana ciepła może być realizowana na całej długości przewodu lub na jego fragmencie. Przewód odzysku ciepła 1 jest usytuowany wewnątrz przegrody zewnętrznej jak przedstawiono na rysunku lub na nieuwidocznionej na rysunku, przegrodzie zewnętrznej od wewnątrz pomieszczenia, tworząc wraz z panelem nawiewno-wywiewnym 4 lub indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym 5 urządzenie monoblokowe. Zmiana elementu zakańczającego z panelu nawiewno-wywiewnego 4 na indukcyjny panel klimatyzacyjny 5 i odwrotnie odbywa się wykorzystaniem tych samych otworów nawiewnych 9 i wyrzutowych 10 wychodzących z przewodu odzysku ciepła 1 do pomieszczenia. Czerpnio-wyrzutnia 3 zintegrowana z przewodem odzysku ciepła 1 zawiera na frontowym panelu wbudowane w jej konstrukcję panele fotowoltaiczne 11, zaś przewód zasilający wymiennik ciepła 6 indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego 5 posiada w przekroju poprzecznym materiały 12 pozwalające na akumulację energii chłodniczej i cieplnej. Indukcyjny panel klimatyzacyjny 5 zawiera w swojej obudowie panel dyfuzyjny 14, zakończony przewodem/kolektorem lub przewodami/kolektorami zamkniętymi zawierającymi szczelinę/szczeliny powietrze lub perforowane otwory, do którego powietrze jest tłoczone przez wentylator nawiewny 7 i z którego wypływa z dużą prędkością powietrze wtłaczane przez wentylator 7. Powietrze z dużą prędkością jest nadmuchiwane na ściankę wewnątrz obudowy panelu 5 powodując indukcje powietrza z pomieszczenia, które płynie kolejno przez otwory wlotowe panelu, przez zintegrowany wymiennik ciepła 6 a następnie po zmieszaniu z powietrzem świeżym wypływa do klimatyzowanego pomieszczenia przez otwór nawiewny.

Panel nawiewno-wywiewny 4 posiada odseparowane od siebie przegrodą 13 otwory nawiewny i wywiewny tym samym odseparowane są od siebie strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego.

W wariancie przedmiotu wynalazku z przyłączonym do przewodu odzysku ciepła 1 panelem nawiewno-wywiewnym 4 w tak zintegrowanym urządzeniu mogą być zawarte jeden 2 lub dwa wentylatory 2 i 7. Dla wersji z jednym wentylatorem pełni on funkcję wentylatora wyciągowego. Wentylator umieszczony jest w kanale powietrza wywiewanego usytuowanego w panelu nawiewno-wywiewnym 4, przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpnio-wyrzutni 3. Na wskutek wytworzonego podciśnienia w pomieszczeniu przez przewód odzysku ciepła 1 samoistnie przepływa powietrze świeże przez czerpnio-wyrzutnię 3 a następnie przez przewód odzysku ciepła 1 wymieniając ciepło z powietrzem usuwanym, po czym wypływa do pomieszczenia przez otwory nawiewne panelu nawiewno-wywiewnego 4 i odseparowane przegrodą 13 od otworów wywiewnych.

W tym samym wariancie z zintegrowanym panelem nawiewno-wywiewnym 4 ale z dwoma wentylatorami 2 i 7 dodatkowy wentylator nawiewny 7 wspomaga pracę wentylatora wywiewnego 2. Wentylator wywiewny 2 znajduje się podobnie na drodze strumienia powietrza wywiewnego w panelu nawiewno-wywiewnym 4 lub w przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpnio-wyrzutni 3. Z kolei wentylator nawiewny 7 usytuowany jest na drodze strumienia powietrza nawiewanego w panelu nawiewno-wywiewnym 4 lub w przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpnio-wyrzutni 3.

Po zdjęciu panelu nawiewnego 4 i podłączeniu do przewodu odzysku ciepła indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego 5 w takiej konfiguracji przedmiotu wynalazku wewnątrz znajdują się dwa wentylatory nawiewny 7 i wywiewny 2. Wentylator nawiewny 7 usytuowany jest na drodze strumienia powietrza nawiewanego w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym 5, w przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpniowyrzutni 3 z kolei wentylator wywiewny 2 usytuowany jest w kanale wywiewnym w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym 5 lub w przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpnio-wyrzutni 3.

Indukcyjny panel klimatyzacyjny 5 to płaski element zawierający w sobie zintegrowany wymiennik ciepła 6, zespół kolektora lub kolektorów stanowiących tzw. panel dyfuzyjny i zakończonych na całej długości szczeliną powietrzną lub otworami powietrznymi i w zależności od wariantu wykonania zawierający w sobie wentylator nawiewny 7 lub nie, jeśli wentylator nawiewny 7 usytuowany jest w przewodzie odzysku ciepła 1 lub w czerpnio-wyrzutni 3. Powietrze świeże za przewodem odzysku ciepła 1 wpływa do zamkniętych kolektorów panelu dyfuzyjnego 14 w panelu 5 z których wypływa szczeliną powietrzną lub perforowanymi otworami z dużą prędkością powodując indukcję powietrza z pomieszczenia. Powietrze indukowane z pomieszczenia przepływa przez zintegrowany w panelu wymiennik ciepła 6, którego przewód zasilający w swoim przekroju poprzecznym zawiera materiały 12 akumulujące energię cieplną i chłodniczą. Powietrze po ogrzaniu lub schłodzeniu na wymienniku ciepła 6 wypływa do pomieszczenia pokrywając w zależności od sezonu straty ciepła lub asymilując zyski ciepła pomieszczenia. Element czerpnio-wyrzutni 3 usytuowany na zewnątrz pomieszczenia jest elementem zakańczającym przewód odzysku ciepła 1 od strony zewnętrznej pomieszczenia, posiada przegrodę lub przegrody separujące oba strumienie powietrza oraz jednocześnie znamienny tym, że posiada na swoim przednim panelu zabudowane panele fotowoltaiczne 11.

Cechą charakterystyczną panelu indukcyjnego 5 jest, że bezpośrednio przylega on od wnętrza do ściany zewnętrznej pomieszczenia, zatem gdy nie jest podłączony do przewodu odzysku ciepła 1 może samodzielnie pełnić rolę urządzenia klimatyzacyjnego pracującego tylko i wyłącznie na powietrzu recyrkulacyjnym. W tej wersji indukcyjny panel 5 zawiera w sobie jeden wentylator nawiewno-wywiewny 2 lub 7, który zasysa powietrze z pomieszczenia i nawiewa je do panelu dyfuzyjnego 14 skąd szczelinami powietrznymi lub perforowanymi otworami wypływa z dużą prędkością powodując indukcję z pomieszczenia i jego przepływ przez zintegrowany wymiennik ciepła 6. W panelu dyfuzyjnym kolektory nawiewne zakończone szczeliną powietrzną lub perforowanymi otworami ukierunkowują powietrze wywiewane do góry i/lub na dół przy jednoczesnym zasysaniu powietrza indukowanego przez front do wnętrza urządzenia. Powietrze indukowane tym samym po wlocie osiowym do urządzenia pod kątem prostym wywiewane jest do pomieszczenia, zaś dla wersji indukcyjnego panelu 5 współpracującej z przewodem odzysku ciepła 1 razem z powietrzem pierwotnym pod kątem prostym w stosunku do wlotu nawiewane jest do pomieszczenia.

Claims (14)

1. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne obejmujące przewód odzysku ciepła 1 usytuowany w ściance zewnętrznej pomieszczenia, w którym następuje wymiana ciepła na całej długości tego przewodu 1 pomiędzy powietrzem świeżym i usuwanym zakończony zespołem nawiewno-wywiewnym 4 od strony pomieszczenia oraz czerpnio-wyrzutnią 3 od strony zewnętrznej, znamienne tym, że urządzenie posiada pojedynczy wentylator wyciągowy 2, usytuowany na drodze powietrza usuwanego, wytwarzający podciśnienie w pomieszczeniu i samoistny przepływ powietrza świeżego do pomieszczenia kolejno przez czerpnio-wyrzutnię 3, przewód odzysku ciepła 1 zawierający przegrody 8 do wymiany ciepła, oraz otwór nawiewny 9, przy czym zespół nawiewno-wywiewny jest wykonany w postaci panelu nawiewno-wywiewnego 4 wyposażonego w otwory nawiewne 9 i wywiewne 10 i przystosowanego konstrukcyjnie do zamiennego stosowania indukcyjnego panelu klimatyzacyjnego 5 wykorzystującego te same otwory nawiwewne9 i wywiewne 10, przy czym indukcyjne panel klimatyzacyjny 5 obejmuje drugi wentylator nawiewny 7, panel dyfuzyjny 14 z co najmniej jednym kolektorem zakończonym perforowanymi otworami oraz zintegrowany wymiennik ciepła 6.

2. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że indukcyjny panel klimatyzacyjny 5 obejmuje drugi wentylator nawiewny 7, umieszczony na drodze powietrza świeżego w czerpnio-wyrzutni 3 albo w przewodzie odzysku ciepła 1, a panel dyfuzyjny zawiera co najmniej jeden kolektor powietrzny zakończony elementem wylotowym wykonanym w postaci szczeliny powietrznej lub perforowanych otworów przy czym element wylotowy jest skierowany na wewnętrzne ścianki panelu obudowy, w której usytuowany jest zintegrowany z panelem 5 wymiennik ciepła 3.

3. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że gdy wentylator wyciągowy 2 usytuowany jest w panelu nawiewno-wywiewnym 4 to po zdjęciu takiego panelu 4 i zastąpieniu go zamiennie indukcyjnym panelem klimatyzacyjnym 5 zawiera on w swojej konstrukcji obok wentylatora nawiewnego 7, panelu dyfuzyjnego 14, zintegrowanego wymiennika ciepła 6 również wentylator wyciągowy 2.

4. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że w indukcyjnyn panelu klimatyzacyjnym 5 wraz z zintegrowanym wymiennikiem ciepła 6 wymiennik ma postać grzałki elektrycznej, albo elementu chłodząco-ogrzewczego Peltiera albo lamelowanego wymiennika wodnego lub bezpośredniego odparowania zasilanego parami czynnika ziębniczego lub czynnikiem ziębniczym w fazie ciekłego typu woda-powietrze lub freon-powietrze.

5. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 4 znamienne tym, że lamelowany wodny wymiennik ciepła typu woda-powietrze zasilony jest z przewodu, który na fragmencie lub na całej długości w przekroju poprzecznym zawiera materiały 12 akumulujące energię chłodniczą i grzewczą.

6. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że na powierzchni czerpnio-wyrzutni 3 zamontowane są panele fotowoltaiczne 11.

7. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że w czerpnio-wyrzutni 3 zamontowane jest oświetlenie rozświetlające przestrzeń wokół niej.

8. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że w czerpnio-wyrzutni 3 otwory powietrza wyrzucanego i powietrza świeżego dopływającego są usytuowane w odległości od siebie do 10 m.

9. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że w panelu nawiewno-wywiewnym 4 pomiędzy otworami nawiewnymi i wywiewnym znajduje się przegroda separująca 13 uniemożliwiająca mieszanie się obu strumieni powietrza.

10. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że indukcyjny panel klimatyzacyjny zawiera w sobie panel dyfuzyjny 14 zawierający kolektor lub kolektory powietrzne zakończone szczeliną lub perforowanymi otworami oraz wymiennik ciepłą 6 oraz jeden wentylator nawiewny 7 albo wyciągowy 2 pracujący tylko i wyłącznie na powietrzu recyrkulacyjnym.

11. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że przewód odzysku ciepła 1 ma przekrój poprzeczny okrągły lub prostokątny, w którym po przeciwległych jego końcach usytuowane są kolektory powietrza usuwanego 15 tak, że powietrze świeże usytuowane jest środkiem takiego przewodu zaś w kolektorach skrajnie usytuowanych 15 powietrze usuwane, jednocześnie pomiędzy tymi dwoma kolektorami powietrza usuwanego 15 usytuowane są poprzecznie przewody pomiędzy nimi, którymi wymieniane jest ciepło z powietrzem świeżym, przy czym w kolektorach powietrza usuwanego 15 znajdują się poprzecznie usytuowane przegrody kierujące strumień powietrza do kolejnych poprzecznych przewodów.

12. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że przewód odzysku ciepła 1 ma przekrój poprzeczny okrągły lub prostokątny, w którym po przeciwległych jego końcach usytuowane są kolektory powietrza świeżego 15 tak, że powietrze usuwane usytuowane jest środkiem takiego przewodu, zaś w kolektorach skrajnie usytuowanych powietrze świeże, jednocześnie pomiędzy dwoma kolektorami powietrza świeżego 15 usytuowane są poprzecznie przewody pomiędzy nimi, którymi wymieniane jest ciepło z powietrzem usuwanym, przy czym w kolektorach powietrza świeżego 15 znajdują się poprzecznie usytuowane przegrody kierujące strumień powietrza do kolejnych poprzecznych przewodów.

13. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że przewód odzysku ciepła 1 ma przekrój okrągły lub prostokątny i zawiera równolegle rozmieszczone płyty, tworzące przegrody 8, które są ukształtowane pofałdowanie w przekroju poprzecznym i/lub podłużnym oraz wyposażone w wypustki zaburzające miejscowy przepływ powietrza pomiędzy sąsiednimi kanałami utworzonymi przez te przegrody.

14. Hybrydowe, bezprzewodowe urządzenie wentylacyjno-klimatyzacyjne wg zastrz. 1 znamienne tym, że przewód odzysku ciepła 1 jest przedłużany lub częściowo również usytuowany w panelu nawiewno-wywiewnym 4 albo w czerpnio-wyrzutni 3 albo w indukcyjnym panelu klimatyzacyjnym 5 i tak, że wymiana ciepła pomiędzy sąsiednimi strumieniami powietrza zachodzi również w tych elementach.