Адаптивная система вентиляции для помещений общественных зданий большого объема
Изобретение относится к инженерным системам здания, осуществляющим поддержание требуемых санитарно-гигиенических параметров микроклимата в помещениях большого объема общественных зданий. Полезная модель предназначена для увеличения энергоэффективности работы системы вентиляции в помещениях большого объема общественных зданий, не имеющих физических перегородок. Для достижения этого результата система вентиляции работает адаптивно к заполняемости помещения большого объема людьми по площади помещения и по времени. Система вентиляции построена по принципу многозональности, децентрализованное и периодичности работы, в каждой зоне содержит набор зональных подсистем: приточно-вытяжной вентиляционный агрегат, воздухораспределяющие устройства с постоянными параметрами воздухораспределения, шторки из воздухонепроницаемого материала по периметру каждой зоны, прецизионные датчики СО2, расположенные в припотолочном пространстве и в обслуживаемой области помещения, датчик температуры, установленный в приточном воздуховоде, контроллер, обрабатывающий сигналы с датчиков и управляющий работой приточно-вытяжных систем.
Полезная модель относится к области инженерных систем, обеспечивающих санитарно-гигиенические требования в общественных помещениях большого объема к качеству внутреннего воздуха и предназначена для автоматического регулирования работы системы вентиляции, путем учета заполнения помещений людьми по площади и по времени.
Известна система вентиляции, которая обеспечивает циклическое поддержание параметров микроклимата в зависимости от заполняемое
помещения людьми [Кувшинов Ю.Я., Теоретические основы обеспечения микроклимата в помещении, изд. Ассоциация строительных вузов, 2007 г. - 183 с.]. Система содержит датчик СО2 , устанавливаемый в вытяжном канале, выходы с которого соединены с контроллером, который имеет выход на центральную вентиляционную установку, обслуживающую все помещение, сеть воздуховодов и воздухораспределяющие устройства. Недостатком таких систем является то, что система инерционна и не позволяет отслеживать местоположение людей в помещении большого объема.
Известна система вентиляции с переменным расходом воздуха, содержащая вентиляционную установку, обслуживающую все помещение, частотный преобразователь на двигателях, контроллер, приточный и вытяжной воздухораспределители с переменной эффективностью работы и электрическими приводами, соединенными с блоком управления воздухораспределяющими устройствами, датчик СО2 в вытяжном канале и в наружном воздухе, датчики температуры, и контроллер [Stanke Denis, В библиотеку проектировщика. Технологии DCV в системах вентиляции. Мир климата 
43, 2006 г., с.20-28.]. Недостатками такой системы является отсутствие контроля распределения людей в помещении большого объема.
Известна децентрализованная система вентиляции, схема которой показана на фигуре 1. Она состоит из набора зональных приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов, каждый из которых автономно обслуживает отдельную зону помещения и состоит, в свою очередь из: приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов - 1, воздухораспределяющих устройств с переменной эффективностью работы и электрическим приводом - 3, 4, соединенных с блоками управления воздухораспределяющими устройствами - 6, датчиков температуры - 2, устанавливаемых в воздухораспределителе и в обслуживаемой области помещения, причем выходы с датчиков температуры соединены со входами контроллера - 5, управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов - 1 [Вишневский Е.П., Салин М.Ю. Децентрализованные системы вентиляции. Инженерные системы 2, 2009 г., НП «АВОК Северо-Запад», с.10-15]. Недостатком такой системы является то, что управление приточно-вытяжными вентиляционными агрегатами по датчику температуры является инерционным и не всегда объективным индикатором присутствия человека в помещении большого объема.
Предлагаемая полезная модель адаптивной системы вентиляции должна отслеживать наполняемость помещения людьми и их местоположение в нем, тем самым, обеспечивая высокое качество воздушной среды только в зоне нахождения человека, что приводит к повышению энергоэффективности работы системы вентиляции.
Полезная модель поясняется чертежом, приведенным на фигуре 2, на которой приведена функциональная схема адаптивной системы вентиляции для отдельной зоны (зональной подсистемы), содержащая: 1 - приточно-вытяжной вентиляционный агрегат, 2, 3 - воздухораспределяющие устройства с постоянными параметрами воздухораспределения, 4 - шторки по периметру обслуживаемой зоны из воздухонепроницаемого материала, 6 -прецизионные датчики СО 2, 5 - датчик температуры, 7 - контроллер.
Адаптивная система вентиляции, состоит из набора зональных приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов (1), воздухораспределяющих устройств (2 и 3), датчиков температуры (5), устанавливаемых в воздухораспределителе, причем выходы с датчиков температуры соединены со входами контроллера (7), управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов, воздухораспределяющие устройства обладают постоянными параметрами воздухораспределения, по периметру каждой зоны устанавливаются шторки из воздухонепроницаемого материала (4), в припотолочном пространстве каждой зоны установлен по крайней мере один прецизионный датчик СО2 (6), причем место установки этого датчика СО2 находится вне воздухораспределяющих устройств, в обслуживаемой области помещения каждой зоны устанавливают прецизионный датчик СОэ (6), причем выходы с датчиков СО2 соединены со входами контроллера (7).
Адаптивная система вентиляции работает следующим образом. Помещение зонируется исходя из особенностей технологии помещения. В каждой зоне устанавливается приточно-вытяжной вентиляционный агрегат и воздухораспределяющие устройства с постоянными параметрами воздухораспределения, по периметру каждой зоны устанавливаются шторки из воздухонепроницаемого материала толщиной «dX», равной максимальной толщине тепловой подушки. Величина тепловой подушки определяется индивидуально для каждой зоны в зависимости от величины теплоизбытков в ней. [Сырых П.Ю., Исследование изменения концентрации углекислого газа в помещении. Материалы второй международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» 21-23 ноября 2007 года, МГСУ, Москва, 329 с.] В припотолочном пространстве каждой зоны устанавливается по крайней мере один прецизионный датчик СО2, причем место установки этого датчика СО2 находится вне воздухораспределяющих устройств 2 и 3, в рабочей области помещения каждой зоны устанавливается прецизионный датчик СО2 для контроля реперной концентрации углекислого газа, причем выходы с датчиков СО2 соединены со входами контроллера, управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов. Количество датчиков определяется исходя из площади зоны обслуживания вентиляционной системой. При вхождении человека или группы людей в зону помещения происходит всплытие выдыхаемого углекислого газа вместе с конвективными потоками в припотолочную зону, где он распространяется в рамках тепловой подушки. Прецизионный датчик СО2, установленный в припотолочном пространстве, реагирует на изменение концентрации CO2 по отношению к реперной концентрации в обслуживаемой зоне помещения. Принято, что порогом включения вентиляции будет величина концентрации СО2, равная величине, создаваемой одним человеком находящимся непосредственно под датчиком. Величина данной концентрации определяется пересчетом для каждой высоты помещения. Сигнал с датчика поступает на контроллер, который в свою очередь передает команду на включение приточно-вытяжного вентиляционного агрегата 1. Датчик температуры, устанавливаемый в приточном воздуховоде, соединен с входами контроллера, управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов. Воздухообмен принимается исходя из условия расчетного количества людей в обслуживаемой зоне. Время работы системы определяется исходя из среднего времени пребывания людей в рассматриваемой зоне.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является то, что она позволяет управлять работой вентиляционных систем в зависимости от размещения людей в помещении и отключать зональные подсистемы в зонах, где люди отсутствуют.
Применение системы вентиляции с адаптивным способом управления в помещениях большого объема с переменным наполнением людьми может обеспечить энергосбережение по тепло- холодоснабжению до 40%, по электроснабжению до 50% по сравнению с вентиляционными системами - аналогами.
Адаптивная система вентиляции для помещений общественных зданий большого объема, состоящая из набора зональных приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов, воздухораспределяющих устройств, датчиков температуры, устанавливаемых в воздухораспределителе, причем выходы с датчиков температуры соединены со входами контроллера, управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов, отличающаяся тем, что воздухораспределяющие устройства обладают постоянными параметрами воздухораспределения, по периметру каждой зоны устанавливаются шторки из воздухонепроницаемого материала, в припотолочном пространстве каждой зоны установлен, по крайней мере, один прецизионный датчик СО2, причем место установки этого датчика СО2 находится вне воздухораспределяющих устройств, в обслуживаемой области помещения каждой зоны устанавливают прецизионный датчик СО2, причем выходы с датчиков СО2 соединены со входами контроллера, управляющего работой приточно-вытяжных вентиляционных агрегатов.
