Система регулирования дыхательной атмосферы в помещении

Система регулирования дыхательной атмосферы в помещении содержит компрессор, мембранный модуль обогащения кислородом и мембранный модуль удаления углекислого газа. Вход компрессора выполнен с возможностью поочередного соединения с помещением и с наружным атмосферным воздухом. Вход каждого из модулей подключен к выходу компрессора через распределительный клапан для переключения потока сжатого газа из компрессора между мембранными модулями. Один из выходов каждого мембранного модуля соединен с помещением, а другой - с линией сброса в атмосферу.

Изобретение относится к системам создания/регулирования локальных дыхательных атмосфер и может быть использовано в помещениях и транспортных средствах, для поддержания достаточного уровня кислорода и удаления углекислого газа с целью обеспечения благоприятных условий для работы человека, в т.ч. водителей и пассажиров маршрутно-транспортных средств, офисных работников, работников социально-образовательных структур.

Наиболее известны кондиционеры для поддержания комфортных условий работы человека в помещении - кондиционеры фирмы Panasonic с функцией обогащения воздуха кислородом (http://www.skn.ru/panasonic/o2.html). Panasonic разработал систему обогащения кислородом О2 Air. Используя мембранную систему обогащения воздуха кислородом, новые модели кондиционеров Panasonic забирают воздух с улицы, увеличивают содержание кислорода до уровня не менее 21% и подают его в помещение. Кислородообогащающая мембрана не имеет отверстий и не допускает попадания в помещение мелких частиц пыли, бактерий и других вредных примесей. Такие системы направлены на создание большого потока воздуха внутри помещения, и не решают проблемы избыточного содержания углекислого газа, что негативно влияет на здоровье человека.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в покомпонентной (кислород, пары воды, углекислый газ) регулировке состава изолированной атмосферы, за счет применения мембранных и мембранно-абсорбционных технологий.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что система регулирования дыхательной атмосферы в помещении содержит компрессор, вход которого выполнен с возможностью поочередного соединения с помещением и с наружным атмосферным воздухом, мембранный модуль обогащения кислородом и мембранный модуль удаления углекислого газа. Вход каждого из модулей подключен к выходу компрессора через распределительный клапан для переключения потока сжатого газа из компрессора между мембранными модулями. Один из выходов каждого мембранного модуля соединен с помещением, а другой - с линией сброса в атмосферу.

Система может дополнительно содержать осушительную систему, состоящую из охладителя и сепаратора и установленную на выходе компрессора.

Перед входом каждого мембранного модуля может быть установлен нагревательный блок.

На выходе из мембранного модуля концентрации кислорода может быть установлен вакуумный насос. Кроме того, может быть установлен охладитель.

Система может дополнительно содержать воздуходувку, установленную с возможностью подключения ко входу мембранного модуля обогащения кислородом.

На входе каждого мембранного модуля может быть установлен манометр, а на одном из выходов каждого мембранного модуля - дроссельный клапан.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема системы регулирования дыхательной атмосферы в помещении.

Система включает в себя компрессор 1, мембранный модуль 2 обогащения кислородом и мембранный модуль 3 удаления углекислого газа. Мембранный модуль в общем случае представляет собой сборку нескольких мембранных элементов, объединенных общей камерой сбора пермеата (см, например, патент РФ 204319). Благодаря разной проницаемости компонент воздуха через мембрану, мембранный модуль можно использовать для обогащения воздуха необходимым компонентом и обеднения ненужного.

Система может также включать в себя осушительную систему, состоящую из охладителя 4 и сепаратора 5 и позволяющую подготовить воздух для улучшения газоразделительных характеристик модулей. Мембранные модули 2 и 3 оснащены нагревательными блоками 6 и 7 для нагрева воздуха до требуемой температуры, чтобы обеспечить повышенные разделительные характеристики модулей. Входы каждого мембранного модуля 2 и 3 подключены к компрессору 1 через трехходовой распределительный электромагнитный клапан 8 для переключения потока сжатого газа из компрессора 1 между мембранными модулями 2 и 3.

Для обеспечения энергоэффективности системы, на выходе из мембранного модуля 2 обогащения кислородом может быть установлен вакуумный насос 9.

Система может быть снабжена центробежной воздуходувкой 10, установленной с возможностью подключения ко входу мембранного модуля 2 обогащения кислородом для обеспечения временной параллельной работы двух модулей.

На входах мембранных модулей 2 и 3 могут быть установлены манометры 11 и 12, а на одном из выходов каждого мембранного модуля могут быть установлены дроссельные клапаны 13 и 14, обеспечивающие повышенное давление в мембранных модулях, в свою очередь обеспечивающее движущую силу газоразделительного процесса.

Для контроля температуры подаваемого внутрь помещения воздуха на выходе мембранного модуля 2 обогащения кислородом может быть установлен охладитель 15.

Трехходовые распределительные электромагнитные клапаны 8, 16, 17 и 18 используются для выбора режима работы системы.

Система регулирования дыхательной атмосферы в помещении работает следующим образом.

Система состоит из двух контуров, между которыми осуществляется последовательное переключение: контур обогащения кислородом и контур очистки от диоксида углерода. Работа установки основана на последовательном переключении между двумя рабочими контурами.

Наружный атмосферный воздух засасывается с улицы компрессором 1, в качестве которого предпочтительно использовать малошумный компрессор с большим временем непрерывной работы (Duerr Technik - http://durrtechnik.ru/), далее воздух проходит осушительную систему, состоящую из охладителя 4 и сепаратора 5. Перед напуском в модуль 2 обогащения кислородом, воздух нагревается в нагревательном блоке 6 для обеспечения лучших газоразделительных характеристик. Воздух, обогащенный кислородом в мембранном модуле 2, подается в помещение. Предварительно воздух может быть охлажден до нужной температуры в охладителе 15.

В контуре очистки от диоксида углерода воздух забирается из помещения компрессором 1 и, пройдя осушительную систему и нагревательный блок 7, подается в модуль 3 удаления углекислого газа. Поток удаляемого углекислого газа сбрасывается на улицу, а очищенный воздух снова подается в помещение.

Существует возможность параллельной работы двух контуров. Совместно с работой контура очистки от диоксида углерода, воздух с улицы засасывается воздуходувкой 10 и подается через нагревательный блок 6 в мембранный модуль 2. Вакуумный насос 9, установленный на выходе из модуля 2, создает разряжение внутри модуля, благодаря чему воздух проникает через мембрану и обогащается кислородом, и подается в помещение.

1. Система регулирования дыхательной атмосферы в помещении, содержащая компрессор, вход которого выполнен с возможностью поочередного соединения с помещением и с наружным атмосферным воздухом, мембранный модуль обогащения кислородом и мембранный модуль удаления углекислого газа, вход каждого из которых подключен к выходу компрессора через распределительный клапан для переключения потока сжатого газа из компрессора между мембранными модулями, при этом один из выходов каждого мембранного модуля соединен с помещением, а другой - с линией сброса в атмосферу.

2. Система по п.1, дополнительно содержащая осушительную систему, установленную на выходе компрессора.

3. Система по п.2, в соответствии с которой осушительная система включает в себя охладитель и сепаратор.

4. Система по п.1, в соответствии с которой перед входом каждого мембранного модуля установлен нагревательный блок.

5. Система по п.1, в соответствии с которой на выходе из мембранного модуля концентрации кислорода установлен вакуумный насос.

6. Система по п.1, в соответствии с которой на выходе из мембранного модуля концентрации кислорода установлен охладитель.

7. Система по п.1, дополнительно содержащая воздуходувку, установленную с возможностью подключения ко входу мембранного модуля концентрации кислорода.

8. Система по п.1, в соответствии с которой на входе каждого мембранного модуля может быть установлен манометр.

9. Система по п.1, в соответствии с которой на одном из выходов каждого мембранного модуля установлен дроссельный клапан.