SE444974B - Ventilator for att astadkomma luftvexling genom exv en vegg med en regeneratoranordning for bade verme och fukt - Google Patents

Description

8301447-2 skall ske mellan utlopps- och inloppsluften på grund av värme- ledning i rekuperatorn, så att inloppsluften värms upp före inträdet i rummet om det är kyligt ute. En nackdel med denna ventilator är att den såsom värmeväxlare utnyttjade trumman med rekuperatorn utnyttjar olika sektioner för inloppsluften och för utloppsluften. Detta gör den ineffektiv. En annanræck- del med detta är att kondensvatten fälls ut på grund av attden varma utströmmanâe utloppsluften med stor fuktighetshalt under den kalla årstiden kyls ned av den kalla inströmmande inlopps- luften. Kondensvatten måste ledas bort någonstans och innerluf- ten blir mycket torr, eftersom den kalla inströmmande luften har låg fuktighetshalt och någon fuktighet av inloppsluften icke šæx.

Det är väsentligt att en ventilator ger en så behaglig miljö som möjligt inne i det ventilerade utrymmet. Det är växentligt att luftfuktigheten inomhus hålls på en relativt hög nivå, dvs på en fuktighetshalt helst överstigande 40%. Rummet fâr icke heller kännas dragigt, vilket i sin tur innebär att den insudmr mande luften måste ha en temperatur, som så nära som möjligt överensstämmer med rumstemperaturen.

En förbättring av ovan nämnda egenskaper i förhållande till kän- da i ytterväggar placerade ventilatorer erhålles med en venti- lator, som erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Ytterligare egenskaper hos ventilatorn anges i övriga patent- krav.

Genom att utnyttja en fläkt med en inre och en yttre skovelkrans med skovlarna i de båda kransarna ställda så att vid fläktens rotation luft forslas i olika riktningar genom fläktens båda skovelkransar och med hjälp av dessa genom en yttre och en in- re kanal i en koaxiell trumma, samt låta en reverseringsanord- ning vända fläktens rotationsriktning, så att den omväxlande matar in inloppsluft genom den inre kanalen och ut utloppsluf- ten genom den yttre kanalen och matar in inloppsluften genom den yttre kanalen och ut utloppsluften genom den inre, och dess- utom ha en regenerator insatt i båda kanalerna, som i sig både absorberar och fördelar både fukt och värme, erhålles en ven- 8301447-2 tilator, som dels ger en uppvärmning av den inströmmande luf- ten med den värme som har lagrats i och dels en befuktning med den fukt som har fällts ut i den i den aktuella kanalen befintliga regeneratorn under den föregående halvperioden med utströmmande luft genom kanalen.

Vid ventilation av byggnader, strävar man oftast efter att hålla ett visst undertryck inomhus i förhållande till atmos- färtrycket utomhus. Detta gär utmärkt väl att åstadkomma med ventilatorn enligt uppfinningen om skovelbladen i de båda sko- velkransarna på vedertaget sätt är strömlinjeformade och är vända så att de i båda skovelkransarna ger den största luft- befordrande verkan vid utsugning av innerluften, dvs har den mjukt rundade delen av skovelbladen vända bort från det rum, som skall ventileras.

För att icke den utsugna och den inblåsta luften skall blandas är ventilatorn företrädesvis på båda sidor om den vägg i vil- ken den sitter försedd med en anordning, som âstadkommer att den insugna luften tas från ett ställe, som är placerat på av- stånd från det ställe, där luft blâses ut.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritningar, där fig. 1 visar en perspektivvy, delvis i snitt av en utföringsform av ventilatornenligt uppfinningen, och fig. 2 visar enutföringsform av en reglerkrets för ventilatorn enligt uppfinningen.

I fig. 1 visas en utföringsform av'VentilatOrnenligt uppfinning- en insatt i en yttervägg 1. En i ett genomgående hål i väggen insatt cylindrisk trumma med en cylindrisk1flittdel2 och två med mittdelen koaxiella kanaler 3 och 4 är bildad av tre cylindrar 5, 6, 7 med olika diametrar och placerade koaxiellt i varandra.

Den innersta cylinderns 5 innerdiameter är anpassad till ytter- diametern på en motor 8 med en reverserbar rotationsriktning,vil- ken är insatt i cylindern 5 med sin axel 8' vänd mot väggens ut- sida. På motorns 8 axel 8' sitter en axialfläktenhet 9 med två koaxiella skovelkransar 10 och 11. Den radiella bredden hos den inre skovelkransen 10 är anpassad till den radiella bredden på 8301447-2 4 mellanrummet 3 mellan cylindrarna 5 och 6, och den radiella bredden på den yttersta skovelkransen 11 är anpassad till den radiella bredden på mellanrummet 4 mellan cylindrarna 6 och 7.

Företrädesvis är tvärsnittsytorna hos mellanrummen 3 och 4 val- da att vara väsentligen lika stora för att lika stor luftvolym skall kunna matas genom de båda av dessa mellanrum bildade ka- nalerna. Detta medför att om ytterradien på cylindern 5 är rl, innerradien på cylindern 6 är r2, ytterradien på cylindern 6 är r3 och innerradien på cylindern 7 är r4, så skall förhållan- dena mellan dessa radier väsentligen uppfylla följande relation (r42 _ r32) = (r22 _ rl2) Skovlarna i den inre skovelkransen 10 är högergängat vridna och skovlarna 13 i den yttre skovelkransen 11 är vänstergängat vrid- na. Skovlarna 12 och 13 i båda skovelkransarna är på i och för sig känt sätt strömlinjeformade och har sina rundade delar vän- da mot väggens utsida, dvs bort från det rum, som skall venti- leras. På detta sätt erhålles en större effektivitet vid utsug- ning av luft från rummet än vid inblåsning av luft oberoende av fläktens rotationsriktning.

I de båda kanalerna 3 och 4 finns var sin regenerator 14 resp. 15 anordnad, vilka är av sådan typ att de även fördelar fuktig- het. Såsom regeneratormaterial kan t.ex. aluminiumkulor, tras- sel, spån eller tunna rör användas.

På båda sidor om väggen är ventilatorn försedd med en kåpa 16, som har en första del 17, som är bägarformig, som har sin bot- ten vänd utåt, som omsluter den inre kanalen 3 och som på ena sidan är ansluten till en ledning 18, som leder den genom den inre kanalen 3 strömmande luften utmed väggen och har en myn- ning 19 placerad pâ avstånd från själva ventilatorn. I figuren visas ledningen 18 vara utformad i ett stycke med den bägarfor- miga delen 17 genom att den utåtvända bottnen är förlängd åt ena sidan. Ledningen 18 är försedd med sidoväggar, så att luft- intag resp. luftutblâsning sker vid mynningen 19. Kåpan 16 har en andra del 20, som är ringformad och kupformigt välvd över mynningen på den yttre kanalen 4 och är försedd med en andra ledning 21, som sträcker sig utmed väggen åt diametralt motsatt håll mot ledningen 18. Även denna ledning 21 är i figuren visad s 8301447-2 anordnad i ett stycke med delen 20, så att delens 20 utåtvända botten är förlängd åt ena sidan och försedd med sidoväggar så att luftinlopp och luftutlopp sker vid mynningen 22.Kåpan 16 kan t.ex. vara gjuten i plast.

En styrkrets 23 är kopplad till motorn 8 och styr denna till att omväxlande rotera åt det ena och åt det andra hållet.Om- ställningen kan ske med en tidskrets, men den kan även göras genom avkänning av temperaturen i kanalerna med hjälp av en temperaturavkännare 24 resp. 25 i vardera kanalen 3 resp. 4.

Temperaturavkännaren 24 och 25 är lämpligen placerade i den del av kanalerna 3 och 4, som vetter mot det rum, som skall ventileras. För styrning av motorns 8 rotationsriktning kan skillnaderna mellan de av avkännarna 24 och 25 avkända tempe- raturerna vara bestämmande. Emellertid kan det vid kylig vä- derlek vara svårt att i tillräcklig utsträckning värma upp den inströmmande luften med den utströmmande. Därför kan styr- anordningen 23 också vara kopplad till två värmeslingor 26 och 27, där den ena 26 är placerad i ledningen 17 i den på väggens 1 insida placerade kåpan 16 och den andra 27 är placerad i led- nignen 27 i samma kåpa. När temperaturen på den inströmmande luften i nâgondera av kanalerna 3 och 4 sjunker under en i för- väg bestämd temperatur kopplar styrkretsen 23 på värmeslingan i den ledning, som är kopplad till denna kanal.

Ventilatorn enligt fig. 1 fungerar på följande sätt.

När fläktmotorn 8 roterar åt det håll, som anges med pilen A sugs luft in till det rum som skall ventileras genom den yttre kanalen 4 och sugs ut från rummet genom den inre kanalen 3.När det är varmare i rummet än ute och den varma inneluften passerar igenom regeneratorn 14 avkyls luften och avger därför en del av sin fuktighet, som samlas på regeneratorns yta eller sugs in i regeneratorn om denna är porös. Efter reversering av motorn, så att den roterar åt det håll, som anges med pilen B, strömmar luft utifrån genom samma regenerator 14 och upptar därvid både värme och fuktighet från regeneratorn på sin väg genom denna.

Samma funktion men i motsatt fasläge erhålles för luftpassagen genom kanalen 14. Detta medför att luften inomhus icke blir vä- sentligt torrare under den kalla årstiden än under den varma. 8301447-2 6 Ventilatorns egenskaper är speciellt väsentliga vintertid men även sommartid är ventilatorns egenskaper fördelaktiga speciellt om det rum som skall ventileras håller en lägre temperatur än utomhustemperaturen och man vill ventilera rummet utan att det värms upp i någon väsentlig utsträck- ning. Samma egenskap beträffande luftfuktigheten gäller även i detta fall ehuru med omvänd funktion,så att den varma uteluften avfuktas vid sin passage in till rummet och den kalla inneluften tar upp fukt på sin väg ut.

Fig. 2 visar en utföringsform av en styrkrets, som styr mo- torns 8 reversering med hjälp av differensna hos de av tem- peraturavkännarna 24 och 25 avkända temperaturerna. Styrkret- sen enligt fig. 2 visar även en kretskoppling med vars hjälp motorn 8 hålls overksam under en avpassad tid mellan varje re- versering för att reverseringen icke skall ske för abrupt för motorn med risk att den överhettas.

Ena anslutningen på de båda temperaturavkännarna 24 och 25, vil- ka företrädesvis är termistorer, är kopplad till (+)-polen på *en spänningskälla V1. En operationsförstärkare 28 har en serie- koppling av två motstånd R2 och Rl kopplad mellan jord och sin med - markerade, fasinverterade ingång och en seriekoppling av tvâ motstånd R4 och R3 kopplad mellan jord och sin med + marke- rade, icke fasinverterade ingång. Temperaturavkännarens 24 and- ra anslutning är kopplad till förbindningspunkten mellan mot- stånden Rl och R2 och temperaturavkännarens 25 andra anslut- ning är kopplad till förbindningspunkten mellan motstànden R3 och R4. Ett motstånd RS med inställbar resistans är kopplad mellan operationsförstärkarens 28 utgång och förbindningspunk- ten mellan motstånden R3 och R4. Förstärkarens 28 utgång är via en Schmitt-trigger 29 och en reläspole Ll kopplad till jord.

En av reläspolen Ll styrd växelkontakt Kl har sin mittkontakt- part via ytterligare en kontakt K2 ansluten till ena polen på en spänningskälla V2, som exempelvis kan vara en växelspännings~ källa med spänningen 220V. Motorn 8 kan vara en motor av typ 20 såld av Heidolp-Elektro KG i Väst-Tyskland. Denna motor är försedd med två lindningar, och den roterar åt det ena eller det andra hållet beroende i vilken lindning ström matas. En lindning 30 på motorn är kopplad mellan växelkontaktens Kl ena 8301447-2 ena fasta kontaktpart A och spänningskällans V2 andra pol, och en lindning 31 på motorn 8 är kopplad mellan växelkon- taktens Kl andra fasta kontaktpart B och spänningskällans V2 andra pol. En kondensator C är kopplad mellan växelkon- taktens Kl båda fasta kontaktparter A och B.

Resistanserna hos motstånden Rl och R2 är så valda att vid balans avkännarna 24 och 25 ger samma spänning på operations- förstärkarens 28 båda ingångar. Schmitt-triggern 29 är dimen- sionerad att ha de båda likspänningspotentialer, vid vilka omställning av triggerns tillstånd sker, på ömse sidor om den potential, som operationsförstärkaren 28 har på sin ut- gång vid balans och så att omställningen sker till vardera tillståndet hos triggerns utsignal för lika stor temperatur- differens avkänd av avkännarna 24 och 25, vare sig avkänna~ ren 24 eller avkännaren 25 avkänner den lägsta temperaturen.

Om temperaturen i kanal 3 är högre än temperaturen i kanal 4 är potentialen på Schmitt-triggerns 29 utgång hög och reläspo- len Ll strömförande. Kontakten Kl är då omställd i läget A och spänningen V2 ligger över motorns 8 lindning 30. Om sedan tem- peraturen i kanal 3 sjunker och temperaturen i kanal 4 höjs, ökar avkännarens 24 resistans, så att förstärkarens 28 icke fasinverterade ingång får en lägre spänning. Vid lämplig in- ställning på motståndets R5 resistans erhålles ett omslag hos Schmitt-triggern vid en temperaturskillnad på t.e.x 2° mellan de av avkännarna 24 och 25 avkända temperaturerna. Vid omsla- get minskar spänningen över reläspolen Ll till nära O V och re- läet faller, varvid kontakten Kl ställs om till läget B, så att spänningen V2 ligger över lindningen 31 och motorn 8 reve- SeIäI .

För att skydda motorn 8 vid reverseringen är det lämpligt att bryta spänningen till motorn helt under nâgra sekunder vid var- je omslag. Det kan också vara en fördel att kunna reglera luft- utbytet hos ventilatorn och detta kan ske genom reglering av längden på den tid, som spänningen till motorn 8 är bruten. En koppling som åstadkommer denna brytning visas också i fig. 2.

Schmitt-tiggerns 29 utgång är kopplad till en fördröjningskrets 32, vars fördröjningstid är inställbar med ett variabelt mot- stånd R6. Schmitt-triggerns 29 utgång och fördröjningskretsens 8301447-2 32 utgång är kopplade till var sin ingång på en EXCLUSIVE OR- grind 33. En reläspole L2 är kopplad mellan grindens 33 ut- gång och jord. Reläspolen L2 styr tillståndet hos en brytkon- takt K2 kopplad mellan kontakten Kl och spänningskällan V2.

Kretsen för brytning av spänningsmatningen till motorn 8 fun- gerar på följande sätt. Normalt har ingângarna till EXCLUSIVE OR-grinden 33 samma tillstånd, som antingen kan vara en hög po- tential eller en låg. Då har grindens 33 utgång en låg poten- tial, varvid reläspolen L2 är inaktiverad och kontakten K2 är sluten. Vid omslag hos Schmitt-triggern 29 får grindens 33 övre ingång den ändrade potentialen hos Schmitt-triggerns ut- gång direkt medan den undre ingången behåller potentialen hos Schmitt-triggerns utgång före omslaget under fördröjningstiden hos fördröjningskretsen 32. Grindens 33 ingångar har under den- na tid följaktligen olika potentialer, varvid grindens 33 po- tential på utgången är hög, vilket aktiverar reläspolen L2, så att kontakten K2 bryts och hålls bruten under kretsens 32 fördröjningstid.

Det bör observeras att typen av motor 8 och styrkretsen för denna i fig. 2 enbart är att betrakta som exempel på lämpliga enheter, som kan användas vid ventilatorn enligt uppfinningen.

Exempelvis kan istället för den angivna typen av motor en lik- strömsmotor eller en kommutatormotor användas. För att erhålla lång livslängd bör dock en halvledarstyrd kommutering utnyttjas.

Därvid erhålles större möjligheter till kontroll av luftström- mens flöde, eftersom likströmsmotorn är lätt att varvtalsreg- lera.

Såsom visas i fig. 1 är fläkten placerad på den del av venti- latorn som vetter mot väggens 1 utsida. Denna placering är lämp- lig, eftersom den ger en relativt låg ljudnivå i det rum, som skall ventileras. För att skydda ventilatorn mot damm och smuts kan luftfilter vara anordnade vid in- och utloppen hos ventila- torn både på in- och utsidan (icke visat).

Munstyckena 21 och 18 för de båda luftströmmarna är lämpligen så placerade att de riktar luftströmmarna horisontellt utmed väggen. Den i fig. 1 visade kåpan är dock bara att anse som en lämplig utföringsform och andra typer av kåpor där inlopps- 8301447-2 luften och utloppsluften tas från olika ställen är tänkbara, t.ex. en där lufttillförsel eller luftutblåsning i anslutning till kanalen 3 sker direkt utan kåpa över denna del och där en ringformig kåpa med utvikta flänsar är kopplad till kana- len 4 för att styra luftströmningen till eller från denna ka- nal utmed väggen ett stycke ut från ventilatorn.

Värmespiralerna 26 och 27 kopplas lämpligen till- och frân- kopplingsbart parallellt med var sin motorlindning 30 resp.31 i fig. 2 (icke visat), vilket medför att enbart den värmespi- ral som är placerad i en luftström, som ölåses in i det ven- tilerade rummet är aktiverad.

Claims (7)

8301447-2 10 Patentkrav

1. Ventilator avsedd för placering i en vägg för att åstad- komma luftväxling genom väggen, innefattande en dubbelver- kande axialfläkt med en inre och en yttre skolvelkrans (10, 11), där skovlarna i de båda kransarna är ställda så att vid rotation hos fläkten luft är anordnad att forslas i in- bördes olika riktningar genom de båda skovelkransarna, och en koaxiell trumma med en inre kanal (3) kopplad till fläk- tens inre skovelkrans (10) och en yttre cylinderringformig kanal (4) kopplad till fläktens yttre skovelkrans (11), k ä n n e t e c k n a d a v att en reverseringsanord- ning (23) är kopplad till fläkten, vilken reverseringsanord- ning är anordad att vända fläktens rotationsriktning, så att den omväxlande roterar i den ena och i den andra riktningen, samt att en regeneratoranordning (14,15) som båda absorberar värme och i sig fördelar fuktighet, är insatt i både den inre och den yttre kanalen.

2. Ventilator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att fläktens ena skovelkrans (10) har skovlarna högergängat vridna och fläktens andra skovelkrans (11) har skovlarna väns- tergängat vridna, samt att skovlarna i båda skovelkransarna har strömlinjeformade skovelprofiler och har de mjukt rundade delarna av skovlarna i båda kransarna vända åt samma håll, fö- reträdesvis mot väggens (1) utsida.

3. Ventilator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att en anordning (16) är placerad åtminstone på ena si- dan om väggen, vilken anordning är anordnad att skilja mynning- arna för in- och utlopp av luft till de båda kanalerna från var- andra.

4. Ventilator enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den åtminstone på ena sidan om väggen placerade anordningen (16) innefattar en första del (17), som är vägarformig och pla- cerad över den inre kanalen och har en första ledning (18), som H 8301447-2 sträcker sig utmed väggen, och en andra del (20), som är ringformig och sträcker sig välvt över den yttre kanalen och är skild från den inre delen (17) och har en andra ledning (21), som sträcker sig utmed väggen åt diametralt motsatt håll mot den första ledningen.

5. Ventilator enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d a v att en temperaturavkännare (24 resp. 25) är placerad i var och en av de båda kanalerna (3,4) samt att temperaturavkännarna är kopplade till reverserings- anordningen (23), som är anordnad att styra reverseringen av fläkten i överensstämmelse med av avkännarna avkänd tem- peraturdifferens mellan temperaturerna i de båda kanalerna.

6. Ventilator enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d a v att en värmespiral (26 resp. 27) är kopplad nära intaget resp. uttaget för luft till var och en av de båda kanalerna på den sida om väggen (1) som vetter mot ett rum, som skall ventileras.

7. Ventilator enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d a v att reverseringsanordningen (23) in- nefattar en krets (32,R6,33,34,L2,K2), som vidvarje rever- sering åstadkommer brytning av spänningsmatningen till fläkt- motorn under en bestämd tid, som företrädesvis är inställbar.