FI98857C - Menetelmä ja järjestelmä lämmitys- ja/tai jäähdytystehon siirtämiseksi - Google Patents

Description

98857

Menetelmä ja järjestelmä lämmitys- ja/tai jäähdytystehon siirtämiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä lämmitys- ja/tai 5 jäähdytystehon siirtämiseksi lämmönsiirtimien avulla ul kopuolisista kylmä- ja lämpötehon jakeluverkoista rakennuksen lämmitys- tai jäähdytysverkkoihin. Keksinnön kohteena on lisäksi järjestelmä lämmitys- ja/tai jäähdytystehon siirtämiseksi.

10 Yhdyskuntien rakennusten lämmitykseen käytetään nykyisin yleisesti kaukolämpöä, jota voidaan tuottaa edullisesti sähkön ja lämmön yhteistuotantona. Tällöin lämpö on tavallaan ilmaista turbiinien lauhdelämpöä, joka yksinomaan sähköä tuottavissa lauhdevoimaloissa menee hukkaan, 15 silla lämpö joudutaan lauhduttamaan vesistöihin esimerkik si merivesilauhduttimissa tai ilmaan jäähdytystorneissa.

Kesäisin lämmölle ei kuitenkaan ole käyttöä muuhun kuin kuuman käyttöveden valmistukseen. Sähköä käytetään kuitenkin kesälläkin lähes yhtä paljon kuin talvella.

20 Vaikka esimerkiksi valaistukseen ei sähköä tarvita, tulee tilalle varsinkin suurten rakennusten jäähdytys. Tarvittava jäähdytysteho tuotetaan yleensä sähköllä jäähdytyskom-pressoreiden avulla. Lämpövoimaloita joudutaan siten käyttämään kesälläkin, mutta tuotettu lämpö menee hukkaan, ts.

25 lämpövoimala toimii yhtä epätaloudellisesti kuin lauhde- voimala.

Jäähdytystehoa voidaan kuitenkin tuottaa myös kuumalla vedellä tai höyryllä ns. absorptiolämpöpumpuilla, joista tunnetuimpia ovat litiumbromidi/vesi ja ammoniak-30 ki/vesi koneikot. Tällöin saadaan hukkalämmölle hyödyllis tä käyttöä ja samalla saadaan sähkön käyttöä rakennuksissa pienennettyä merkittävällä tavalla. Tämä parantaisi olennaisesti lämpövoimalan kannattavuutta, pienentäisi esimerkiksi C02-päästöjä jne.

35 98857 2

Kaukokylmäjärjestelmien yleistymisen ovat kuitenkin estäneet raskaat investointikustannukset. Vaikka tällä tavoin tuotetun kylmän kWh-hinta onkin alhainen verrattuna sähkön kWh-hintaan, jää käyttötuntimäärä niillä ilmasto-5 vyöhykkeillä, joilla kaukolämpöä kannattaa rakentaa, niin alhaiseksi, etteivät käyttökustannussäästöt riitä peittämään kaukokylmäverkon, absorptiokoneikon, talolämmönsiir-timien jne kustannuksia. Niinpä esimerkiksi Suomeen ei tällaisia järjestelmiä ole rakennettu. Niitä on eniten 10 Japanissa, Koreassa ja Yhdysvalloissa.

FI-patenttihakemuksessa 921034 on esitetty rakennusten lämmönsiirtojärjestelmä, jolla kaukolämmön paluuveden lämpötila voidaan pudottaa huomattavan alas, tarvittaessa n. 20 °C:seen. Järjestelmä perustuu siihen, että 15 lämmönsiirtoneste luovuttaa ensin lämpönsä rakennuksen lämmittämiseen ja sen jälkeen ilmanvaihtoilman lämmitykseen.

Samanaikaisesti jätetyssä FI-patenttihakemuksessa 940342 on esitetty termisen energian jakelujärjestelmä, 20 jossa FI-patenttihakemuksen 921034 periaatetta soveltaen mitoitetaan jäähdytys- ja lämmitysjärjestelmän paluuveden lämpötila samaksi, jolloin jäähdytys- ja lämmitysvedelle voidaan käyttää yhteistä paluuputkea ja siten pienentää olennaisesti jakeluverkon kustannuksia. Julkaisussa on 25 esitetty sovellutusmuotoja, joita käyttäen kaukokylmäver kon kustannukset jäävät hyvin pieniksi, mikä luonnollisesti parantaa kaukokylmän kannattavuutta ja rakentamismahdollisuuksia .

Huomattavan kustannuserän kaukokylmäjärjestelmän 30 rakentamisessa muodostavat lämmönsiirtimet, joilla jäähdy- tysteho siirretään kaukokylmäverkosta rakennuksen jäähdytysvesi verkkoon. Koska eri rakennuksissa tai rakennuksen osissa esiintyy jäähdytys- ja lämmitystarvetta samanaikaisesti johtuen rakennusten tai niiden osien erilaisista 35 käyttötarkoituksista, sijainnista, sisäisistä lämpökuor- li 98857 3 mistä, auringon säteilystä, käyttöajoista jne, tarvitaan sekä lämmitykseen että jäähdytykseen omat lämmönsiirtimet. Niiden osuus koko kaukojäähdytysjärjestelmän investointikustannuksista on Suomessa tehdyn tutkimuksen mukaan n. 15 5 % tila- ja asennuskustannuksineen. Em. tutkimus on tehty

Suomen kauppa- ja teollisuusministeriön ja Suomen lämpölaitosyhdistyksen toimeksiannosta. Tutkimus on nimeltään Keskitetty jäähdytys.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä 10 ja järjestelmä, joiden avulla aiemmin tunnettujen ratkai sujen epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän avulla. Keksinnön yksinkertaisena perusajatuksena on käyttää hyväksi rakennuksessa joka tapauksessa tarvittavia lämmönsiirti-15 miä. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että samoja neste/neste -lämmönsiirtimiä käytetään lämmityskau-della lämpötehon ja jäähdytyskaudella jäähdytystehon siirtoon. Keksinnön mukainen järjestelmä on puolestaan tunnettu siitä, että samat neste/neste -lämmönsiirtimet on so-20 vitettu käytettäväksi lämmityskaudella lämpötehon siirtoon ja jäähdytyskaudella jäähdytystehon siirtoon.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että erillisiä lämmönsiirtimiä kaukokylmää varten ei tarvita lainkaan, vaikka samanaikaista jäähdytys- ja lämmitystarvetta raken-25 nuksen eri osissa esiintyisikin. Etuna on edelleen se, että huippukuormitustilanteessa on käytettävissä suurempi lämmönsiirtopinta kuin nykyisin käytetyillä mitoitusperiaatteilla, ts. tietyllä vesivirralla saavutetaan suurempi jäähdytysteho. Lisäksi on huomattava, että kaukokylmän 30 investointikustannukset pienevät em. 15 % ja käyttökustan nukset, esimerkiksi pumppausteho alenevat hieman aiemmin käytettyyn tekniikkaan verrattuna.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitettyjen ratkaisujen ja 35 keksinnön eri sovellutusten avulla, jolloin 98857 4 kuvio 1 esittää periaatekuvantona tavanomaista läm-mönsiirtojärjestelmää, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista järjestelmää sovellettuna kehittyneempiin järjestelmiin, 5 kuvio 3 esittää yksinkertaistettuna periaatekuvan tona keksinnön mukaisen järjestelmän ensimmäistä sovellu-tusmuotoa, kuvio 4 esittää evaporatiivisen jäähdytyksen vaikutusta jäähdytystarpeeseen, 10 kuvio 5 esittää kuvion 3 mukaista järjestelmää täy- dellisempänä kuvantona, kuvio 6 esittää yksinkertaistettuna periaatekuvantona keksinnön mukaisen järjestelmän toista sovellutusmuo-toa, 15 kuvio 7 esittää kuvion 6 sovellutusta täydellisem- pänä kuvantona ja kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän kolmatta sovellutusmuotoa.

Kuviossa 1 on esitetty tavanomainen lämmönsiirto-20 järjestelmä. Lämpö tuodaan kaukolämpölaitokselta tuloput- kella 1 ja jäähtynyt vesi palautetaan paluuputkella 2. Vastaavasti kylmää jäähdytysvettä tuodaan toisella tulo-putkella 3 ja lämmennyt vesi palautetaan toisella paluu-putkella 4. Eri toimintoja varten on tavallisesti neljä 25 lämmönsiirrintä. Kuumaa käyttövettä lämmitetään ensimmäi sessä lämmönsiirtimessä 9 ja rakennuksen radiaattoriverk-koa tai muuta lämmitysjärjestelmää 21 palvelee toinen läm-mönsiirrin 10. Ilmanvaihtoilman lämmityslaitteiden 20 kiertovesi lämmitetään kolmannessa lämmönsiirtimessä 11 ja 30 lisäksi jäähdytyslaitteiden 19 jäähdytyskiertovettä varten on neljäs lämmönsiirrin 12 kuten edellä on esitetty. Kau-kolämpöveden paluulämpötila pidetään halutuissa rajoissa venttiileillä 5, 6, 7 ja 8. Lisäksi kiertovesipiireissä on yleensä pumput 16, 17 ja 18 sekä ohitusventtiilit 13, 14 35 ja 15. Kuviossa 1 on esitetty vain toiminnan ymmärtämisen 98857 5 kannalta olennaiset osat. Todellinen putkikytkentäkaavio on paljon monimutkaisempi.

Kun nykyistä lämmönsiirtotekniikkaa sovelletaan kehittyneempiin teknisiin järjestelmiin, joissa FI-patent-5 tihakemuksen 921034 mukaisesti lämmitysjärjestelmän läm- mönsiirrin 10 ja ilmastointijärjestelmän lämmönsiirrin 11 on kytketty sarjaan kaukolämmön paluuveden lämpötilan alentamiseksi, sekä lisäksi ilmastointikoneiden lämpötekniset toiminnot yhdistetty FI-patenttihakemuksen 915511 10 mukaisesti, päädytään kuvion 2 mukaiseen ratkaisuun. To dellisuudessa ilmastointijärjestelmä 22 sisältää yleensä useita, rakennuksen eri osia palvelevia koneita. Koneista osa on keväisin ja syksyisin kytketty lämmönsiirtimen 11 vesipiiriin venttiilillä 25 ja osa jäähdytyssiirtimen 12 15 vesipiiriin ohitusputkella 26 ja venttiilillä 23.

Keksinnön yksinkertaisena perusajatuksena on käyttää rakennuksessa olevia lämmitykseen joka tapauksessa tarvittavia lämmönsiirtimiä sellaisenaan kesällä jäähdytykseen, ts. samaa lämmönsiirrintä tai samoja lämmönsiir-20 timiä käytetään lämmityskaudella lämpötehon ja jäähdytys- kaudella jäähdytystehon siirtoon. Toiminta voi olla esimerkiksi siten porrastettua, että rakennuksen jonkun tai joidenkin osien alkaessa vaatia jäähdytystä, ilmanvaihdon lämmönsiirrin kytketään irti kaukolämpöverkosta ja yhdis-25 tetään jäähdytysverkkoon, jolloin se huolehtii jäähdytystä tarvitsevista rakennuksen osista. Lämmitysjärjestelmän siirrin jää huolehtimaan lämmitystä vaativien osien lämmityksestä. Ulkolämpötilan noustessa, lämmitystarpeen poistuessa ja jäähdytystarpeen kasvaessa myös lämmitysjärjes-30 telmän siirrin kytketään irti kaukolämpöverkosta ja yhdis tetään kaukokylmäverkkoon. Lämmönsiirtimet voidaan liittää rakennuksen jäähdytysverkkoon vastavirtaperiaatteella sarjaan kytkettynä, jolloin käytettävissä on erittäin tehokas siirrin, jonka lämpöpinta on huomattavasti suurempi kuin 35 tavanomaisesti mitoitettujen erillisten kaukokylmälämmön- 98857 6 siirtimien lämpöpinnat. Näin päästään pieniin lämpötilaeroihin, joiden ansiosta vesivirta kaukokylmäverkossa pienenee, ts. pumppaustehot pienenevät. Eräissä tapauksissa jopa putkikokoa voidaan pienentää, jolloin vastaavasti 5 rakennuksen jäähdytysjärjestelmän pumppaustehot pienenevät ja/tai laitteiden investointikustannukset pienenevät.

Edellä esitetyn perusteella nähdään, että on edullista mikäli keksinnössä käytetään kahta toiminnallisesti erillistä lämmönsiirrintä, koska tällöin on mahdollista 10 saada aikaan samanaikainen lämmitys ja jäähdytys rakennuk sen eri osissa. Termillä toiminnallisesti erillinen tarkoitetaan sitä, että lämmönsiirrinten toiminta on täysin erillistä niin, että samanaikainen lämmitys ja jäähdytys on mahdollista. Lämmönsiirtimet voivat olla erillisiä yk-15 siköitä tai yhteisen kuoren sisään sovitettuja erillisiä putkikierukoita tai vastaavia jne.

Edellä esitettyä porrastusta voidaan pienentää olennaisesti ja joissain tapauksissa jopa poistaa kokonaan varustamalla ilmastointikoneet sinänsä tunnetulla evapora-20 tiivisella jäähdytyksellä.

Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin kuvioissa 3 ja 6 esitettyjen yksinkertaistettujen sovellutuskaavioi-den avulla. Kuvioiden 3 ja 6 mukaiset sovellutukset on esitetty täydellisempinä kuvioissa 5 ja 7.

25 Kuvion 3 mukainen järjestelmä toimii pääpiirteit täin seuraavasti. Kuuman käyttöveden lämmönsiirrin 9 ottaa aina vettä kaukolämpöverkon tuloputkesta 1 ja palauttaa sen paluuputkeen 2. Vesivirtaa säädetään venttiilillä 5 kuuman käyttöveden kulutuksen mukaan. Tämän osajärjestel-30 män toiminta on aina samanlainen kaikissa myöhemmin esite ttävissä vaihtoehdoissa ja käyttötilanteissa, joten sen toimintaa ei kuvata enää myöhempien esimerkkien yhteydessä.

Talvella pakkaskauden aikana, kun rakennuksen kaik-35 ki tekniset järjestelmät vaativat lämpöä, sekä lämmitys- li 98857 7 järjestelmän 21 lämmönsiirrin 10, että ilmanvaihtojärjestelmän 22 lämmönsiirrin 11 on kytketty kaukolämpöverkkoon sarjakytkentänä. Kaukolämpövesi virtaa tuloputkesta 1 läm-mönsiirtimeen 10 venttiilin 6 kautta, joka säätää vesivir-5 taa lämmitysjärjestelmän 21 lämmöntarpeen mukaan. 2-asen- toventtiilit 29 ja 27 pitävät kaukokylmän tuloputken 3 liitäntäputket 33 ja 32 suljettuna. Samoin venttiili 28 pitää lämmönsiirtimen 10 paluuputken kaukolämmön paluuput-keen 2 suljettuna.

10 Lämmitysvesi virtaa lämmönsiirtimeltä 10 venttiili en 25 ja 27 kautta lämmönsiirtimelle 11 ja siitä kaukolämmön paluuputkeen 25. Jos ilmastointijärjestelmä 22 ei pysty käyttämään kaikkea veden sisältämää lämpöä, päästää venttiili 25 osan vedestä lämmönsiirtimen 11 ohi suoraan 15 paluuputkeen 2. Jos lämpö ei riitä, avautuu venttiili 24 ja päästää lisävettä lämmönsiirtimen 10 ohi lämmönsiirtimelle 11.

Pumppu 16 kierrättää lämmitysvettä rakennuksen lämmitysjärjestelmässä 21 ja pumppu 17 ilmanvaihtojärjestel-20 mässä 22. Venttiilit 13 ja 14 säätävät lämmönsiirrinten 10 ja 11 kautta kiertävän ja siirrinten ohi virtaavan vesi- virran suhdetta, jotta järjestelmissä kiertävän veden lämpötila saadaan sopivaksi rakennuksen huonelämpötilojen säätöä varten. Venttiili 30 pitää lämmönsiirrinten 10 ja 25 11 yhdysputken suljettuna ja venttiili 31 puolestaan sul kee putken 34.

Keväällä kun rakennuksessa alkaa ilmetä jäähdytys-tarvetta, ilmanvaihdon lämmönsiirrin 11 kytketään jäähdy-tysverkkoon niin, että venttiili 27 sulkee yhdysputken 30 lämmitysjärjestelmän lämmönsiirtimelle 10 ja avaa yhdys putken 32 kaukokylmän tuloputkeen 3. Samalla venttiili 28 avaa lämmitysjärjestelmän lämmönsiirtimen 10 yhdysputken kaukolämmön paluuputkeen 2. Lämmitysjärjestelmä 21 ja ilmastointijärjestelmä 22 toimivat nyt erillisinä eri tehtä-35 vissä, ts. lämmitysjärjestelmä 21 lämmittää niitä tiloja, 98857 8 joissa on lämmitystarvetta ja ilmastointijärjestelmä 22 jäähdyttää tiloja, joissa on jäähdytystarvetta.

Kun ulkolämpötila edelleen nousee, lämmitystarve häviää ja pumppu 16 pysähtyy. Samalla venttiilit 6 ja 28 5 sulkeutuvat. Lämmitysjärjestelmä 21 on pois käytöstä ja ilmastointijärjestelmä 22 jäähdyttää rakennusta.

Ulkolämpötilan noustessa edelleen voi käydä niin, ettei lämmönsiirtimen 11 teho riitä. Lämmitysjärjestelmän 22 lämmönsiirrin 10 voidaan tällöin ottaa jäähdytyskäyt-10 töön seuraavasti. Venttiili 29 sulkee lämmönsiirtimen 10 liityntäputken kaukolämmön tuloputkeen 1 ja avaa liityntä-putken 33 kaukokylmän tuloputkeen 3. Samalla venttiili 6 avautuu ja venttiili 24 sulkeutuu. Vastaavasti venttiili 27 sulkee ilmanvaihtojärjestelmän lämmönsiirtimen 1 yhdys-15 putken 32 kaukokylmän tuloputkeen 3 ja avaa yhdysputken lämmitysjärjestelmän lämmönsiirtimelle 10. Lisäksi venttiili 30 sulkee yhdysputken venttiilille 14 ja avaa läm-mönsiirrinten 10 ja 11 välisen yhdysputken. Venttiili 31 avaa kierrätysputken 34. Lämmönsiirtimet 10 ja 11 on näin 20 kytketty jäähdytykselle.

Jäähdytystä palvelee siten nyt ilmastoinnin lämmönsiirtimen 11 lisäksi lämmitysjärjestelmän lämmönsiirrin 10, joka on kytketty vastavirtaperiaatteella sarjaan, jolloin käytettävissä on yleensä vähintäin kaksinkertainen 25 lämmönsiirtopinta normaalimitoitukseen verrattuna, joten edellä esitetyt edut saavutetaan edullisella tavalla ilman erillistä lämmönsiirrintä jäähdytystä varten.

Samanaikainen jäähdytys ja lämmitys saattaa olla ongelmallinen joissakin rakennuksissa. Tämä haitta voidaan 30 useimmissa tapauksissa poistaa tai ainakin sen vaikutus pienentää merkityksettömäksi varustamalla kaikki tai ainakin mitoituksen kannalta kriittiset ilmastointikoneet sinänsä tunnetulla evaporatiivisella jäähdytyksellä, jota on kuvattu esimerkiksi FI-kuulutusjulkaisussa 67259. Evapora-35 tiivinen jäähdytyshän toimii siten, että poistoilmaan ϋ 98857 9 haihdutetaan vettä esimerkiksi sumuttamalla, jolloin haihtuva vesi sitoo höyrystymislämpönsä verran lämpöä ja pois-toilman lämpötila laskee. Jäähtyneestä poistoilmasta otetaan kylmä talteen ja siirretään tuloilmaan lämmöntal-5 teenottolaitteessa, joka nykyään on lähes vakiovarusteena ilmastointikoneissa.

Evaporatiivisen jäähdytyksen vaikutusta havainnollistetaan kuvion 4 avulla, jossa käyrä a kuvaa jäähdytys-tarvetta rakennuksessa, jossa on tavanomainen jäähdytys-10 kuorma n 50 W/m2 Etelä-Suomen ilmastossa. Tarve on esitetty tuloilman alentamistarpeena. Mitoitustilanteessa lämpötilaa olisi alennettava n. 12 °C ja jäähdytystarvetta esiintyy n. 1400 tunnin ajan. Käyrä b kuvaa osuutta, joka pystytään peittämään evaporatiivisella jäähdytyksellä. Käyri-15 en väliin jäävä viivoitettu osa kuvaa osuutta, joka on peitettävä ulkopuolisella jäähdytyksellä, ts. kaukokylmäl-lä. Kuten kuviosta 4 nähdään, ulkopuolista jäähdytystä tarvitaankin vain noin 400 tunnin ajan ja mitoitustilan-teessa evaporatiivinen jäähdytys peittää n. 7 °C. Toisin 20 sanoen kaukokylmälle jää vain 5 °C, eli n. 40 % kokonaismi- toitustehosta. Tämä luonnollisesti pienentää oleellisesti kaukokylmän investointikustannuksia ja parantaa soveltamismahdollisuuksia .

Ulkopuolista jäähdytystä tarvitaan, kun ulkoilmaa 25 olisi jäähdytettävä yli 4 °C. Jos siis esimerkiksi jäähdy- tystarve alkaa 16 °C:ssa, tarvitaan kaukokylmää vasta, kun ulkolämpötila on 20 °C. Tällöin ei yleensä mikään rakennuksen osa vaadi lämmitystä, jolloin porrastusta ei tarvita, vaan lämmönsiirtimet 10 ja 11 voidaan siirtää samanaikai-30 sesti toiminnosta toiseen. Tämä yksinkertaistaa jonkin verran kuvion 3 kytkentöjä, mm. venttiilejä 27, 28 ja 30 ja vastaavia yhdysputkia ei tarvita.

Kuviossa 5 on esitetty kuvion 3 järjestelmä täydel-lisempänä. Kuviossa 5 viitenumerot 22, 22' ja 22" kuvaavat 35 ilmastointikoneita ja viitenumerot 21, 21' ja 21" vastaa- 98857 10 via radiaattorilämmityspiirejä rakennuksessa- Tilanteessa, jossa esimerkiksi koneet 22 ja 22' vaativat jäähdytystä ja koneen 22" palvelema alue lämmitystä, on lämmönsiirrin 11 kytketty kaukokylmäputkeen 3 ja lämmönsiirrin 10 kaukoläm-5 pöputkeen. Radiaattoriventtiileillä 37, 37' ja 37" sääde tään erillisten huoneiden lämpötilaa. Esimerkkitilanteessa jäähdytystä vaativien tilojen lämmönsiirrinten radiaatto-riventtiilit 37 ja 37" ovat kiinni, ts. radiaattorit 21 ja 21' eivät lämmitä- Venttiilit 37" ovat auki ja radiaatto-10 rit 21" lämmittävät tätä tilaa. Vastaavasti ilmastointiko- neiden 22 ja 22' säätöventtiilit 36 ja 36' ovat auki ja ottavat jäähdytystehoa siirtimen 11 kiertovirtauspiiristä. Venttiili 36" ei ota jäähdytystehoa koneelle 22". Kuvion 5 esimerkin toiminnot ovat yleisesti samanlaisia, joita on 15 esitetty kuvion 3 esimerkin yhteydessä.

Kuvioissa 6 ja 7 on esitetty hieman toisenlainen kytkentä. Kuvion 6 kaavio on yksinkertaistettu versio kuvion 7 ratkaisusta. Kuvioiden 6 ja 7 mukaisessa kytkennässä lämmönsiirrin 11 ja jäähdytystilanteessa myös lämmön-20 siirrin 10 on kytketty suoraan ilmastointikoneiden 22, 22' ja 22" kiertovirtauspiiriin, jolloin esimerkiksi kuviossa 3 näkyvää venttiiliä 14 ei tarvita. Lämpötilan säätö saadaan aikaan venttiileillä 25, 6 ja 13. Muilta osin toiminnot vastaavat edellä esitetyn esimerkin yhteydessä esitet-25 tyjä toimintoja.

Vielä yksinkertaisempi kytkentä saadaan aikaan, jos lämmönsiirrin 11 jaetaan niin, että jokaisella ilmastoin-tikoneella 22, 22' ja 22" on oma lämmönsiirrin. mm. pumppua 17 ja venttiileitä 36, 36' ja 36", jotka näkyvät esi-30 merkiksi kuviossa 7, ei tällöin tarvita. Tällainen kytken tä on esitetty kuviossa 8. Jokaisella koneella 22, 22' ja 22" on oma lämmönsiirrin 11, 11' ja 11", joka voi valinnan mukaan toimia lämmityksellä tai jäähdytyksellä. Tällainen ratkaisu on erityisen sopiva ilmalämmitysjärjestelmiin.

i: 98857 11

Kuvio 8 mukainen järjestelmä voi nostaa lämmönsiir-rinten kustannuksia, jos koneita on paljon. Suuret putkis-tokustannukset ovat myös mahdollisia ja lisäksi kaukoläm-pö-/kaukokylmäputkiston sijoitus rakennukseen voi aiheut-5 taa ongelmia. Tällöin voidaan lämmönsiirrin 11 jakaa kah teen osaan, jotka toimivat maksimikuormitustilanteissa sarjaan kytkettynä lämmityksellä tai jäähdytyksellä. Samanaikaisen lämmitys- ja jäähdytystarpeen esiintyessä toinen on kytketty kaukolämpö- ja toinen kaukokylmäverkkoon.

10 Vaihtokytkennät verkkoihin ja yksittäisille koneille jär jestetään edellä esitettyjä periaatteita noudattaen.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan soveltaa patenttivaatimusten puitteissa täysin va-15 päästi. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen jär jestelmän tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Edellä on esimerkiksi selvitetty esimerkkejä, joissa termisen energian 20 lähde on kaukolämpö- tai kaukokylmäverkko. Lähde voi kui tenkin olla mikä tahansa tunnettu lämpö- tai kylmätehoa kehittävä järjestelmä. Esimerkeissä on keksintöä sovellettu FI-patenttihakemuksen 915511 mukaiseen ilmastointiko-neiden lämmönsiirrinten yhdistämiseen. Tämä ei kuitenkaan 25 ole ainoa mahdollisuus, vaan kaikki sinänsä tunnetut il- mastointikoneissa käytetyt lämmönsiirrinkytkennät, esimerkiksi erilliset lämmitys- ja jäähdytyspatterit kuuluvat keksinnön piiriin. Lämmitysjärjestelmän ei myöskään tarvitse olla kuvioissa esitetty radiaattorijärjestelmä, vaan 30 esimerkiksi lattialämmitysjärjestelmä on täysin mahdolli nen, samoin muut sinänsä tunnetut järjestelmät, kuten sä-teilylämmittimet, erilaiset konvektorit jne. Ilmalämmitys-järjestelmiä on erikseen selostettu kuvion 8 yhteydessä, mutta myös muita lämmön lähteitä voidaan soveltaa, esimer-35 kiksi kaasu- tai sähkölämmitystä. Kuvioissa ja esimerkeis- 98857 12 sä on esitetty lämmönsiirtimet 10 ja 11 vastavirtaperiaat-teella sarjaan kytkettynä, koska se on edullisin sovellu-tusmuoto. Keksintö koskee tietysti myös sovellutuksia, joissa siirtimet on kytketty jostain erityisestä syystä 5 rinnan ja/tai myötävirtaperiaatteella. Siirtimet 10 ja 11 on esitetty erillisinä, mutta keksintö koskee luonnollisesti myös sellaista sinänsä tunnettua ratkaisua, jossa yhdessä lämmönsiirtimessä on vain erilliset kierukat tai vastaavat lämmönsiirtovälineet lämmitystä ja ilmanvaihtoa 10 varten. Em. kaasu- tai sähkölämmitystapauksessa on tieten kin vain lämmönsiirrin 11 ilmanvaihtoa varten ja sitä käytetään talvella lämmitykseen ja kesällä jäähdytykseen.

Claims (13)

1. 98857
2. 1. Menetelmä lämmitys- ja/tai jäähdytystehon siirtämiseksi lämmönsiirtimien (10, 11, 12) avulla ulkopuoli-5 sista kylmä- ja lämpötehon jakeluverkoista rakennuksen lämmitys- tai jäähdytysverkkoihin (21, 22), tunnet-t u siitä, että samoja neste/neste -lämmönsiirtimiä (10,11) käytetään lämmityskaudella lämpötehon ja jäähdy-tyskaudella jäähdytystehon siirtoon.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että samanaikaisen lämmityksen ja jäähdytyksen mahdollistamiseksi rakennuksen eri osissa lämmi-tys-ja jäähdytysteho siirretään ainakin kahden toiminnallisesti erillisen lämmönsiirtimen (10,11) avulla.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihto lämmitystoiminnasta jäähdytystoimintaan ja päinvastoin tehdään vaiheittain niin, että ensin yksi lämmönsiirrin (11) siirretään toiminnosta toiseen ja myöhemmin kuormituksen kasvaessa toi-20 nen (10) tai toiset.
5. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytys-teho siirretään rakennuksen lämmitysjärjestelmän (21) läm-mönsiirtimen (10) avulla. 25 5. Järjestelmä lämmitys- ja/tai jäähdytystehon siirtämiseksi lämmönsiirtimien (10, 11, 12) avulla ulko puolisista kylmä- ja lämpötehon jakeluverkoista rakennuksen lämmitys- tai jäähdytysverkkoihin (21, 22), tunnettu siitä, että samat neste/neste -lämmönsiirtimet 30 (10, 11) on sovitettu käytettäväksi lämmityskaudella läm pötehon siirtoon ja jäähdytyskaudella jäähdytystehon siirtoon.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että samanaikaisen lämmityksen ja 35 jäähdytyksen mahdollistamiseksi rakennuksen eri osiin on sovitettu ainakin kaksi toiminnallisesti erillistä lämmön-siirrintä (10, 11). 98857
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtimet (10, 11) on kytketty niin, että vaihto lämmitystoiminnasta jäähdytykseen ja päinvastoin voidaan tehdä vaiheittain niin, 5 että ensin yksi lämmönsiirrin (11) siirtyy toiminnosta toiseen ja myöhemmin kuormituksen kasvaessa toinen (10) tai toiset.
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdy- 10 tystehon siirto on sovitettu tapahtumaan rakennuksen läm mitysjärjestelmän (21) lämmönsiirtimen (10) avulla.
9. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtimet (10, 11) on sovitettu maksimikuormitustilantees- 15 sa kytkettäväksi jakeluverkoston suhteen sarjaan.
10. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtimet (10, 11) on sovitettu jäähdytystilanteessa kytkettäväksi vastavirtaperiaatteella sarjaan sekä jakeluver- 20 kon että rakennuksen jäähdytysverkon suhteen.
11. 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että samanaikaisen lämmitys- ja jäähdytystarpeen poistamiseksi rakennuksen ilmastointilaitteet (22) on varustettu evapora- 25 tiivisella jäähdytyksellä.
12. 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdy- tystoiminnan aikaansaamiseksi ilmalämmitysjärjestelmässä sen ja lämmönjakeluverkon välinen lämmönsiirrin (11) on 30 jaettu kahteen osaan.
13. 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jakeluverkon ja rakennuksen verkkojen välinen lämmönsiirrin/läm-mönsiirtimet (10, 11) on sijoitettu suoraan kulutuslait- 35 teiden (22) kiertovirtauspiireihin tai kiertovirtauspii- riin. 98857