SK289091B6 - Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu - Google Patents

Abstract

Akustická stropná výustka využívajúca princíp tepelnej trubice so zavedením stabilizovaného prívodu vzduchu je samostatný uzatvorený montážny prvok. Výparná časť tvorí viditeľnú časť a je tvorená dutým zváraným oceľovým blokom (1) s priečnymi otvormi (3) a s rebrami (7), ktorý je umiestnený vo vzduchovode (8), kde sú umiestnené ventilátory (9), na odoberanie alebo dodávanie tepla na vykurovanie alebo chladenie miestnosti. Na dutý zváraný oceľový blok (1) je pevne pripojený zberač pár (2) a prenosové potrubie (4) tvoriace adiabatickú časť tepelnej trubice. Na prenosové potrubie (4) je pevne pripojený výmenník tepla (5), ktorý odovzdáva teplo alebo chlad a ktorý je vstupným potrubím (11) a výstupným potrubím (12) spojený so zdrojom energie budovy. Vzduch z miestnosti je nasávaný pomocou ventilátorov (9) a je vedený pomocou usmerňovača (6) na rebrá (7) a cez priečne otvory (3) dutého zváraného oceľového bloku (1), kde sa vzduch buď ochladzuje, alebo ohrieva.

Description

Oblasť techniky

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu patrí do oblasti technického zabezpečenia budov, konkrétne do oblasti vykurovacích, chladiacich a klimatizačných systémov.

Doterajší stav techniky

Úlohou stropných výustiek a panelov je zabezpečiť primeranú teplotu chladením, a tým zabezpečiť tepelnú pohodu pre čo najväčší počet osôb nachádzajúcich sa v danom priestore aj počas horúcich letných slnečných dní. Hlavným prínosom je rovnomerné ochladzovanie priestoru, v ktorom sa daný systém nachádza. Veľkou výhodou je aj teplota chladiaceho média, ktorá je na rozdiel od klimatizačných zariadení vyššia, a teda nedochádza k takým veľkým teplotným stratám. S ohľadom na tepelnú pohodu človeka je systém chladiacich panelov oveľa vhodnejší v porovnaní s klasickými spôsobmi klimatizácie, dochádza k priamej výmene tepla medzi ľudským telom a chladeným priestorom. Výkon chladiacich panelov môže byť ovplyvnený ich usporiadaním, konštrukciou, prípadne možným doplnením zložky nútenej konvekcie použitím prídavného ventilátora, a tým aj získaním možnej výmeny vzduchu v miestnosti.

Existujúce zariadenia sa radia do viacerých kategórií na základe rozdielneho prenosu tepla konvekciou alebo radiáciou. Suchý spôsob chladenia je realizovaný osadením systémových dosiek, ktoré sú inštalované na miesto klasických sadrokartónových dosiek. V týchto systémových doskách sú zapustené rúrky pripravené na napojenie do chladiaceho okruhu, ktorých rozstup je volený tak, aby bol dosiahnutý čo najvyšší chladiaci výkon a tiež zachovaná pevnosť sadrokartónovej dosky, ktorá je dodatočne spevnená buničinovou vlákninou. Ďalším možným použitím je akustický chladiaci strop, kde základ chladiaceho panelu tvoria dva zlepené dierované sadrokartónové panely, ktorých otvory sú usporiadané nad sebou. Vďaka tejto perforácii majú tieto panely zvuk pohlcujúci účinok. Mokrý spôsob chladenia je realizovaný upevnením rúrok na strop pomocou fixačných líšt a následným prekrytím omietkou s hrúbkou cca 2 cm. Výhodou je absencia použitia montážnej konštrukcie sadrokartónu, tak isto menšie nároky na zníženie svetlosti chladeného priestoru.

Patent US 3159090 A opisuje chladiaci akustický panel pre systémy stropného chladenia a vykurovania. Panel je montovaný v definovanej vzdialenosti od stropu, a tým vytvára priestor na prúdenie chladného alebo horúceho vzduchu. Panel má otvory v smere do miestnosti, cez ktoré prúdi chladný alebo horúci vzduch.

Patent US 5259157 A opisuje akusticky izolovaný stropný panel pre budovy. Panel sa skladá z viacerých častí, ktoré sú prepojené izolačným materiálom. Spodné časti panelu, ktoré sú orientované do priestoru obývaných miestností, sú perforované kruhovými otvormi, ktoré prispievajú k pohlcovaniu zvuku z miestnosti.

Európsky patent EP 2 045 536 A2 prezentuje stropný chladiaci panel na vykurovanie a chladenie priestorov, ktorý sa skladá z dierovanej platne s drážkami na uloženie kapilárnych rúrok. V rúrkach prúdi chladiace alebo vykurovacie médium, najčastejšie voda. Rúrky sú z vrchnej strany čiastočne alebo úplne zapustené do panelu.

Ďalší princíp stropných panelov bol prezentovaný v publikácii „Experimental investigation of cooling performance of a novel HVACsystem combining natural ventilation with diffuse ceiling inlet and TABS, autorov Tao Yu, Per Heiselberg, Bo Lei, Michal Pomianowski, Chen Zhang,Rasmus Jensen, ktorí navrhli chladiaci panel s difúznou časťou orientovanou do chladeného priestoru. V hornej časti panelu sú v betóne umiestnené rúrky s chladiacou vodou, vzduchová medzera vytvára priestor na prúdenie vzduchu z okolia a difúzna časť následné slúži na prenos chladného vzduchu do priestoru. Akustický chladiaci panel je vyrobený z drevených hoblín v kombinácii s cementovou zmesou, preto sa správa ako tepelný izolant, a tým môže ovplyvniť prenos tepla medzi chladiacim stropom a chladenou miestnosťou. Difúzny stropný panel je vyrobený z drevených hoblín v kombinácii s cementovou zmesou. Ale pri použití cirkulačného vzduchu dochádza k zvýšeniu konvekčného prenosu tepla, a tým aj k zvýšeniu chladiacej kapacity stropu približne o 5 - 35 %. Prenos tepla medzi chladiacim stropom a chladeným priestorom pozostáva z konvekcie a radiácie.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje použitie akustickej stropnej výustky využívajúcej princíp tepelnej trubice, kde tepelná trubica zabezpečuje ustálený prenos tepla a rovnomernú distribúciu privádzaného vzduchu.

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu využíva na vytvorenie priaznivých teplotných podmienok kombináciu prenosu tepla prirodzenou, prípadne nútenou, konvekciou a radiáciou. Využitie tepelnej trubice umožňuje lokálnu úpravu teploty privádzaného vzduchu, ako aj zabezpečenie požadovanej hygienickej výmeny vzduchu vo vetranom priestore a využitie konštrukcie ako distribučného elementu. Výparná časť tepelnej trubice s priečnymi otvormi normalizuje prúd vzduchu vystupujúci do ochladzovaného alebo ohrievaného priestoru, čím nedochádza k víreniu prachu v danej miestnosti.

Pri úprave kvality vzduchu sú možné dva prípady, chladenie alebo ohrievanie privádzaného vzduchu. V prípade chladenia je vzduch privádzaný perforáciou ochladzovaný výparníkovou časťou tepelnej trubice. V prípade ohrevu vzduchu je výparníková časť zamenená za kondenzačnú, obeh tepelnej trubice je otočený, privádzaný vzduch je ohrievaný prechodom cez perforáciu navrhovanej konštrukcie.

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu je samostatný, uzatvorený montážny prvok. Rozmery tohto prvku je možné prispôsobiť dizajnovým, konštrukčným a výkonovým požiadavkám vetraného priestoru. Výustka pozostáva z dvoch výmenníkov, ktoré tvoria hlavné časti tepelnej trubice, zabezpečujúcich prúdenie pracovného média medzi týmito výmenníkmi, rúrok privádzajúcich chladiacu/vykurovaciu vodu v závislosti od požiadavky kvality privádzaného vzduchu a ventilátorov umožňujúcich cirkuláciu vzduchu. Výmenník predstavujúci dolnú stenu výustky je perforovaný. Táto perforácia umožňuje distribúciu vzduchu, a teda úpravu teploty vzduchu privádzaného do vetraného priestoru. Výmenníkom osadeným v hornej časti prúdi chladiaca/vykurovacia voda v závislosti od požiadavky teploty privádzaného vzduchu. Výmenník v hornej časti je od privádzaného vzduchu oddelený stenou.

Výustka dokáže pracovať v dvoch režimoch. V režime cirkulácie, kedy je vzduch odvádzaný priamo z vetraného priestoru, upravovaný výustkou. Cirkulácia vzduchu je zabezpečená ventilátormi osadenými priamo v konštrukcii výustky. Teplotu privádzaného vzduchu, a tým aj chladiaci/ohrievací výkon výustky, je možné meniť teplotou chladiacej/ohrievacej vody, ako aj výkonom ventilátorov zabezpečujúcich cirkuláciu vzduchu. Ďalším režimom je využitie výustky ako prívodného distribučného prvku, kde vzduch prúdiaci cez perforáciu je privádzaný ventilátorom, prípadne vzduchotechnickou jednotkou z exteriéru a jeho kvalita je priamo ovplyvnená výustkou.

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu je osadená na strope pomocou oceľových závesov. Kombináciou prúdenia chladiacej/vykurovacej vody, prúdenia pracovného média vo výmenníkoch tepelnej trubice dochádza k chladeniu, resp. ohrevu vetraného priestoru.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku č. 1 je znázornený schematický rez akustickej stropnej výustky so stabilizovaným prívodom vzduchu a na obrázku č. 2 je znázornený 3D pohľad na funkčné časti akustickej stropnej výustky so stabilizovaným prívodom vzduchu bez krycích plechov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu je samostatný uzatvorený montážny prvok. Pracuje na princípe tepelnej trubice s uzavretou slučkou a skladá sa z výparnej časti, kondenzačnej časti a prenosového potrubia. Výparná časť tvorí viditeľnú časť a je tvorená dutým zváraným oceľovým blokom 1 s priečnymi otvormi 3 a s rebrami 7, ktorý je umiestnený vo vzduchovode 8, kde sú umiestnené ventilátory 9 na odoberanie alebo dodávanie tepla na vykurovanie alebo chladenie miestnosti. Priečne otvory 3 dutého zváraného oceľového bloku 1 sú tvorené oceľovými rúrkami prechádzajúcimi vertikálne naprieč celým dutým zváraným oceľovým blokom 1 a sú s dutým zváraným oceľovým blokom 1 pevne spojené zvarom. Priečne otvory 3 slúžia na distribúciu vzduchu a úpravu teploty vzduchu privádzaného do miestnosti. Na dutý zváraný oceľový blok 1 je pevne pripojený zberač pár 2 a prenosové potrubie 4 tvoriace adiabatickú časť tepelnej trubice, pričom na toto potrubie je pevne pripojený výmenník tepla 5, ktorý odovzdáva teplo alebo chlad. Výmenník tepla 5 je vstupným potrubím 11 a výstupným potrubím 12 spojený so zdrojom energie budovy. Vzduch z miestnosti je nasávaný pomocou ventilátorov 9 a je vedený pomocou usmerňovača 6 na rebrá 7 a cez dutý zváraný oceľový blok 1, kde sa vzduch buď ochladzuje, alebo ohrieva a takto upravený je dodávaný späť do miestnosti.

Priemyselná využiteľnosť

Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu je využiteľná na zásobovanie a distribúciu energie pre potreby chladenia obytných a kancelárskych priestorov budov.

Zoznam vzťahových značiek

- Dutý zváraný oceľový blok

- Zberač pár

- Priečne otvory

- Prenosové potrubie

- Výmenník tepla

- Usmerňovač

- Rebrá

- Vzduchovod

- Ventilátor

- Vonkajší kryt

- Vstupné potrubie

- Výstupné potrubie

Claims (2)

1. Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu pracujúca na princípe tepelnej trubice s uzavretou slučkou, skladajúca sa z výparnej časti, kondenzačnej časti a prenosového potrubia, umožňujúca 5 chladenie a vykurovanie, vyznačujúca sa tým, že výparná časť je tvorená dutým zváraným oceľovým blokom (1) s priečnymi otvormi (3) a s rebrami (7), ktorý je umiestnený vo vzduchovode (8), kde sú umiestnené ventilátory (9) na odoberanie alebo dodávanie tepla na vykurovanie alebo chladenie miestnosti, pričom na dutý zváraný oceľový blok (1) je pevne pripojený zberač pár (2) a prenosové potrubie (4) tvoriace adiabatickú časť stropnej výustky, na ktoré je pevne pripojený výmenník tepla (5) na odovzdávanie tepla alebo 10 chladu, ktorý je vstupným potrubím (11) a výstupným potrubím (12) spojený so zdrojom energie budovy.

2. Akustická stropná výustka so stabilizovaným prívodom vzduchu podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že priečne otvory (3) dutého zváraného oceľového bloku (1) sú tvorené oceľovými rúrkami prechádzajúcimi vertikálne naprieč celým dutým zváraným oceľovým blokom (1) na distribúciu vzduchu a úpravu teploty vzduchu privádzaného do miestnosti, pričom tieto rúrky sú s dutým zváraným oceľovým 15 blokom (1) pevne spojené zvarom.