Воздушно-тепловая завеса
Полезная модель на изобретение относится к воздушно-тепловым завесам шибирующего типа и предназначена для предупреждения проникновения наружного воздуха в холодный период года в здание через дверные проемы (ворота). Технический результат, полученный от использования полезной выражается в уменьшении массы установки, в снижении расхода воздуха и энергозатрат для его нагрева. Технический результат, от использования полезной модели достигается за счет того, что воздушно-тепловая завеса, установленная в ворота здания включает калорифер (1), вентилятор (2), воздуховоды (3) и воздухораспределитель (4), последний содержит полость равного статического давления (5) с основными (6) и вспомогательными (7) соплами, причем основные сопла расположены в два ряда под углом друг к другу 2-4°, длина сопел равна 2,5 от диаметра основного сопла, расстояние между рядами сопел равна 4-4,5 от диаметра основного сопла, а расстояние между основными соплами в ряду равно 8-10 от диаметра основного сопла, при это в шахматном порядке по отношению к основным соплам расположены в 1 ряд вспомогательные сопла диаметром равным 0,8 от диаметра основного сопла, при этом в воздухораспределителе формируется плоская струя в направлении на наружную сторону здания, причем угол между осью плоской струи и плоскостью ворот здания составляет 12-20°.
Полезная модель на изобретение относится к воздушно-тепловым завесам шибрующего типа и предназначена для предупреждения проникновения наружного воздуха в холодный период года в здание через дверные проемы (ворота).
Известны воздушные завесы (см. Воздушные завесы и тепловентиляторы. Каталог фирмы Syctemair (Швеция), 2004 г., ст. 18-19). Завеса включает диаметральный вентилятор, водяной, электрический калорифер и воздухораспределитель щелевого типа, смонтированные в едином корпусе.
Однако корпус имеет значительные поперечные размеры, малую скорость истечения воздуха и его большой расход, а также значительную стоимость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, является воздушно-тепловая завеса (см. каталог продукции фирмы «Moben», отопительное оборудование, 2004 г., ст.56-57), типа ЗВТ-1 и ЗВТ-2. Эти завесы в зависимости от размеров ворот изготавливаются одно- или двухсторонними.
Данные завесы имеют следующие недостатки: значительные габариты (поперечного сечения и по высоте), повышенную массу и расход воздуха (1800-2000 м 3/час на 1 м2 площади защищаемых дверных проемов (ворот)), а значит и расход энергии на нагрев воздуха. Кроме этого имеет место увеличенный угол 30-45° между осью плоской струи и плоскостью ворот, что приводит к уменьшению дальнобойности струи.
Технический результат, полученный от использования полезной выражается в уменьшении массы установки, в снижении расхода воздуха и энергозатрат для его нагрева.
Технический результат, от использования полезной модели достигается за счет того, что воздушно-тепловая завеса, установленная в ворота здания включает калорифер, вентилятор, воздуховоды и воздухораспределитель,
последний содержит полость равного статического давления с основными и вспомогательными соплами, причем основные сопла расположены в два ряда под углом друг к другу 2-4°, длина сопел равна 2,5 от диаметра основного сопла, расстояние между рядами сопел равно 4-4,5 диаметра основного сопла, а расстояние между основными соплами в ряду равно 8-10 диаметра основного сопла, при этом в шахматном порядке по отношению к основным соплам расположены в один ряд вспомогательные сопла диаметром равным 0,8 диаметра основного сопла, при этом в воздухораспределителе формируется плоская струя в направлении на наружную сторону здания, причем угол между осью плоской струи и плоскостью ворот здания составляет 12-20°.
Техническая сущность поясняется чертежами.
Фиг.1 - общий вид воздушно-тепловой завесы.
Фиг.2 - разрез воздухораспределителя.
Фиг.3 - вид Б на фиг.2.
Фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3
Фиг.5 - формирование плоской струи из системы сопел.
Фиг.6 - уменьшение угла раскрытия плоской струи за счет двойного ряда сопел.
Фиг.7 - разрез А-А на фиг.1. Установка воздухораспределителей в плоскости ворот.
В приложении 1 в таблице приведены примеры конкретного выполнения воздушно-тепловой завесы (пример 1 - по прототипу. Примеры 2, 3, 4, 5, 6 - по заявляемой модели, причем примеры 2, 3 - на граничные значения параметров завесы, примеры 5, 6 - на за граничные значения, пример 4 - оптимальный вариант.
Пример 4. Воздушно-тепловая завеса (см. фиг.1) состоит из калорифера 1, вентилятора 2, воздуховодов 3, воздухораспределителей 4. Воздухораспределитель содержит полость равного статического давления 5 (см. фиг.2), основные сопла 6 диаметром 48 мм и вспомогательные сопла 7 диаметром 38 мм (см фиг.2). Сопла закрыты кожухом 8 (см. фиг.5). Основные сопла 6 расположены в два ряда под углом 3 друг к другу (см. фиг.4), расстояние между рядами сопел составляет 4,25 от диаметра основного сопла 48 мм. Расстояние между основными соплами в ряду составляет 9 от диаметра основных сопел 48 мм. В шахматном порядке к основным соплам расположены
в один ряд вспомогательные сопла диаметром 0,8 от диаметра основных сопел 48 мм. При формировании плоской струи из ряда сопел, образующих осесимметричные струи 9 с углом раскрытия 
(см. фиг.5), которые сливаются на расстоянии l 1 от воздухораспределителя, формируются площади 10, которые вызывают так называемый «стеночный эффект» (через эти площади возможен прорыв воздуха через завесу). Для предотвращения «стеночного эффекта» устроены вспомогательные сопла 7, из которых истекают струи воздуха 11 и уменьшают расстояние до слияния струй l 2 (см. фиг.5). При слиянии двух плоских струй образуемых двумя рядами сопел создается разряжение между ними, которое способствует «слипанию» этих струй и тем самым уменьшается угол раскрытия с 1 до 2 (см фиг.6). На этой фигуре показана граница струи 12 без эффекта «слипания» и граница действительной струи 13. С целью более эффективного противодействия врывающемуся потоку 14 через дверной проем (ворота) 15 воздухорасределители 4 (см. фиг.7) ориентируют таким образом, чтобы оси струй 16 образовывали угол 3 с плоскостью ворот, равным 15°.
Воздушно-тепловая завеса работает следующим образом. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 2, проходит в начале через калорифер 1, затем через вентилятор 2, воздуховоды 3 и раздается в плоскости ворот через воздухораспределители 4. Воздухораспределители 4 ориентированы таким образом, чтобы оси плоских струй 16 образовывали с плоскостью ворот 15 угол , равный 12-20 (оптимальный вариант 15°), когда как в прототипе угол раскрытия составляет 35°, который не обеспечивает дальнобойности струи.
Таким образом, плоская струя, сформированная из двух рядов сопел снижает расход воздуха в 2,5-2,7 раза и позволяет снизить энергозатраты в 2,1-2,6 раза на нагрев воздуха. Меньший расход воздуха позволяет уменьшить поперечное сечение воздуховодов и воздухораспределителей, что влечет за собой уменьшение массы устройства и возможность адаптации конструкции к реальным условиям. В приложении 1 представляем таблицу Влияние геометрических параметров на достижение эффекта.
| Таблица.Приложение 1. Влияние геометрических параметров на достижение эффекта. | |||||||
| № П/П | Показатели | Прототип | Заявленная модель | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример5 | Пример 6 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Тип воздухораспределителя | щелевой | сопловый | сопловый | сопловый | сопловый | сопловый |
| 2 | Ширина щели в, мм | 90 | --- | --- | --- | --- | --- |
| 3 | Диаметр основного сопла в, мм | --- | 48 | 48 | 48 | 57 | 48 |
| 4 | Диаметр вспомогательного сопла, мм | --- | 38 | 38 | 38 | 46 | 38 |
| 5 | Расстояние между соплами в ряду, в мм | --- | 345 (6д) | 385 (8д) | 432 (9д) | 480 (10д) | 530 (11д) |
| 6 | Расстояние между рядами сопел, в мм | --- | 144(3д) | 192(4д) | 204 (4,25д) | 216 (45д) | 288 (6д) |
| 7 | Угол между рядами сопел, в градусах | --- | 0 | 2 | 3 | 4 | 6 |
| 8 | Угол между осью плоской струи и плоскостью | ||||||
| ворот, в градусах | 35 | 0 | 12 | 15 | 20 | 30 | |
| 9 | Размер ворот, в м | 3,6 3,6 | 3,6 3,6 | 3,6 3,6 | 3,6 3,6 | 3,6 3,6 | 3,6 3,6 |
| 10 | Высота устройства, м | 6,015 | 4,2 | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
| 11 | Масса устройства, в кг | 2 787 | 510 | 505 | 300 | 525 | 540 |
| 12 | Расход воздуха, в м3/ч | 2 12000 | 9500 | 9000 | 8200 | 10500 | 13300 |
| 13 | Расход тепла, в кВт | 232 | 95 | 90 | 82 | 120 | 140 |
| 14 | Количество вентиляторов (на один дверной | ||||||
| проём), в шт. | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 15 | Количество калориферов (на один дверной | ||||||
| проём), в шт. | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 16 | Мощность электродвигателей вентиляторов | ||||||
| (на один дверной проём), в кВт | 2 2,2 | 5,5 | 5,0 | 4,0 | 6,5 | 7,5 | |
| 17 | Эффективность завесы, в % | 100 | 92 | 90 | 88 | 100 | 98 |
Воздушно-тепловая завеса, установленная в ворота здания, включает калорифер, вентилятор, воздуховоды и воздухораспределитель, отличающаяся тем, что последний содержит полость равного статического давления с основными и вспомогательными соплами, причем основные сопла расположены в два ряда под углом друг к другу 2-4°, длина сопел равна 2,5 от диаметра основного сопла, расстояние между рядами сопел равно 4-4,5 от диаметра основного сопла, а расстояние между основными соплами в ряду равно 8-10 от диаметра основного сопла, при это в шахматном порядке по отношению к основным соплам расположены в 1 ряд вспомогательные сопла диаметром равным 0,8 от диаметра основного сопла, при этом в воздухораспределителе формируется плоская струя в направлении на наружную сторону здания, причем угол между осью плоской струи и плоскостью ворот здания составляет 12-20°.
