178172. lajstromszámú szabadalom • Klímaberendezés különösen állattartó helyiségekhez és hőcserélő elsősorban ilyen klímaberendezésekhez
178172 4 van iktatva egy olyan csappantyús szerkezet, amelynek segítségével változtatható arányban keverhető friss levegő a ventillátor által fenntartott áramlási körben szállított levegőhöz. Ebbe az áramlási körbe van iktatva egy hőcserélő, amelyben lévő fűtőcsövek téli időben egy külön energiaforrással működő kazánban termelt meleg vizet vezetik és így a hőcserélő a körfolyamat levegőjét melegíti. Ugyancsak ebben a hőcserélőben — esetleg egy másik hőcserélőben - hűtőberendezéshez tartozó csővezeték van, amely nyáridőben a hűtőberendezés által folyamatosan visszahűtött közeg vezetésére szolgál és ezzel a körfolyamatban áramló levegő lehűthető. A vázlatosan ismertetett klímaberendezéshez tartozik még egy nedvesítő szerkezet is, amely lamellás nedvesítőként van kialakítva és ez szintén a már említett körfolyamat egyik elemét képezi. A helyiségben a klímaberendezés üzeme során túlnyomás áll elő és ennek hatására egy légkibocsátó szerkezet kivezető nyílása szabaddá válik. Ezen keresztül áramlik ki a helyiségből a túlnyomást kiváltó levegőmennyiség. Az előbbi ismertetés tárgyát képező klímaberendezés energiagazdálkodási szempontból igen hátrányos, mert a légkibocsátó szerkezeten keresztül a helyiségből kiáramló levegő hőtartalmát semmiképpen nem hasznosítja, ugyanis a légkibocsátó szerkezeten keresztül a szabadba áramlik a helyiség levegőjének egy része. Ez a körülmény tekintélyes hőmennyiség-veszteséget jelent. További hátránya ennek az ismert klímaberendezésnek, hogy a jelentős beruházási összeget igénylő fűtőberendezés és hűtőberendezés évi hihasználási óraszáma igen alacsony. Ezek a berendezések az év túlnyomó részében kihasználatlanul állnak, de ennek ellenére gondoskodni kell azok üzemképességének fenntartásáról. Az ismert klímaberendezések egy másik jellegzetes példája a 158 788 számú magyar szabadalmi leírásban található. E berendezés alkalmazása esetén a szellőző levegő a helyiség tetőgerincén át jut egy ventillátor révén a helyiségbe. A helyiségből a padlószint közelében levő légkibocsátó nyíláson keresztül vezetik a szabadba az elhasznált levegőt. A légkibocsátó nyílás adott esetben a trágyaelvezető csatorna oldalfalában lehet. Szükség esetén a helyiségbe irányuló levegőáram útjába van iktatva egy nedvesítő szerkezet és a nedvesítés során kicsapódó cseppek felfogására szolgáló gyűjtőtálca. Ez a berendezés sem hőközlő, sem hűtőeszközöket nem tartalmaz. A 158 788 számú magyar szabadalom szerinti klímaberendezés hátránya, hogy nem teszi lehetővé, még kis mértékben sem, a helyiségbe szállított szellőzőlevegő felmelegítését vagy hűtését. Ez a berendezés tehát tulajdonképpen csak szellőztetési célok elérésére szolgál. Állattartó helyiségek szellőztetésére s a helyiségből kürányított levegő hőtartalma egy részének hasznosítására szolgáló megoldást ismertet az FR 1 539 903 számú szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál az épület tetőszerkezete és alapozása valamint az oldalfalak némelyike is sajátos kialakítású kell, hogy legyen, mert a levegőcsatornák illetve a légáramot szabályozó szervek ezekben az épületré3 szekben vannak — a szokásostól teljesen eltérő módon - kiképezve. Ez a megoldás tehát sajátos építészeti kialakítást igényel, így nem lehet szó arról, hogy szokványos épületek esetében, vagy már meglévő épületekkel kapcsolatban alkalmazzák. További hátránya ennek a megoldásnak, hogy az állattartó helyiségbe juttatott levegő lehűtésére semmiféle lehetőséget nem nyújt, holott erre nyáron igen nagy szükség van. Az ismert klímaberendezésekben legelterjedtebben csőköteges, hőcserélőket alkalmaznak. Ezek rendszerint egymással párhuzamos csöveket foglalnak magukba, amelyeknél legfeljebb a csövek külső felületei bordázottak. Az ilyen rendszerű hőcserélők kielégítőek a hőátszármaztatás szempontjából - az ismert klímaberendezéseknél — mert ott a hőcserében résztvevő egyik közeg folyadék. Ezt a folyadékot vezetik a csövek belsejében és a levegőt a csövek külső oldalai mellett. A csövek belső falánál érvényesülő hőátadási tényező a csőben áramló folyadék áramlási képe — gyakorlatilag a folyadék áramlási sebessége - révén optimálisra állítható be. Ha azonban gáz/gáz - gyakorlatilag levegő/levegő — hőcserélőről van szó, akkor az ismert kialakítású csőköteges hőcserélők falának belső felületére vonatkozó hőátadási tényező igen alacsony értékű és emiatt a hőcserélő hőátszármaztatási tényezője is kedvezőtlen. E helyzet javítása érdekében szükséges lenne, hogy a csövek belsejében is turbulencia alakuljon ki. Születtek olyan megoldások - ilyen ismerhető meg pl. az FR 2 009 762 számú szabadalmi leírásból - amelyeknél a csövek falát hullámosították. A cső hullámosítását hengerléssel vagy görgőzéssel végezték. Amellett, hogy az ilyen megoldások rendkívül drágák, hőtechnikai szempontból sem kielégítőek. A hullámos csőfal nem nagymértékben javítja a belső hőátadási tényezőt, viszont a hengerlés vagy görgőzés miatt a cső falvastagsága lényegesen nagyobbra választandó mint amit az üzemi szilárdsági követelmények igényelnek s ez a vastag fal kedvezőtlenül növeli a hővezetési ellenállást. További hátrány, hogy a hullámos falú csövek külső bordázása csaknem lehetetlenné válik, vagy csak jelentős többletköltséggel biztosítható. Ez a körülmény — mármint a bordázás elmaradása — azt jelenti, hogy a csőfal külső felülete mentén leromlik a hőátadási tényező. A találmány tárgyát képező klímaberendezés az ismert hasonló célú klímaberendezések műszaki és gazdasági hátrányait csaknem maradéktalanul kiküszöböli és alkalmazása révén helyiségek levegőjének kondicionálása kielégítő mértékben biztosítható, anélkül, hogy külön energiahordozót felhasználó fűtőberendezésre, vagy hűtőgépre lenne szükség. A találmány tárgyát képező klímaberendezés létrehozását az a felismerés alapozta meg, hogy télen a helyiségből kiszállított levegő hőtartalmának értékes része felhasználható a helyiségbe szállított levegő melegítésére, nyáron pedig a helyiségből kiszállított levegőt vagy a helyiségbe szállított levegőáramtól elkülönített friss levegőáramot adiabatikus nedvesítéssel lehűljük és az így lehűtött levegő szolgálhat a helyiségbe szállított levegő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
