Устройство для вентиляции помещения
Полезная модель относится к вентиляции и может быть использована в промышленных и гражданских зданиях. Техническая задача по снижению энергоемкости тепловой защиты помещения при использовании вентилируемого канала заключается в устранении «застойных зон» в канале путем обеспечения закручивания потока вентилируемого воздуха за счет перемещения его по криволинейным канавкам суживающегося сопла, выполненного на выходе из воздуховода. Технический результат по снижении энергоемкости достигается тем, что устройство для вентиляции, содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, отличающееся тем, что приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, при этом выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки продольно размещенные от входного к выходному сечениям. Ф.п.м. 1.п.; 2 ил.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. а.с. №140273 М Кл F 24 F 7/06, 13/18, 3/00. 1988 Бюл. №22), содержащее приточную магистраль, воздухопровод и канал, образованный оконным стеклом, из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения.
Недостатком данного устройства является невысокая экономичность из-за снижения теплотехнических параметров воздушной среды при наличии процесса конденсации влаги из вентилируемого воздуха.
Известно устройство для вентиляции (см. полезная модель к патенту РФ №54660 МПК F 24 F 7/06 2006, Бюл. №19), содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, отличающееся тем, что приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности.
Недостатком устройства является высокая энергоемкость тепловой защиты здания из-за наличия «застойных зон» по длине канала при прямоточном движении потока, что увеличивает сверх необходимого по температурному режиму объем подогреваемого вентилируемого воздуха.
Техническая задача по снижению энергоемкости тепловой защиты помещения при использовании вентилируемого канала заключается в устранении «застойных зон» в канале путем обеспечения закручивания
потока вентилируемого воздуха за счет перемещения его по криволинейным канавкам суживающегося сопла, выполненного на выходе из воздуховода.
Технический результат по снижению энергоемкости достигается тем, что устройство для вентиляции, содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, при этом приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, при этом выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки продольно размещенные от входного к выходному сечениям.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для вентиляции помещения; на фиг.2 внутренняя поверхность суживающегося сопла с криволинейными канавками.
Устройство для вентиляции помещения содержит приточную магистраль 1, соединенную посредством воздуховода 2 с каналом 3, образованным оконным стеклом 4 из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцей 5 помещения.
При этом приточная магистраль 1 снабжена вентилятором 6 с приводом от двигателя 7 между которыми расположен регулятор скорости вращения 8 в виде блока электромагнитных муфт и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры 9 и регулятор влажности 10, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения 11 и 12, задания 13 и 14, блоки 15, 16 и блоки нелинейной обратной связи 17 и 18, электронный и магнитный усилители 19-20, а также электронный датчик температуры 21 и
оптический датчик влажности 22. На выходе воздуховода 2 установлена суживающее сопло 23 на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки 24, продольно размещенные от входного 25 к выходному 26 сечением суживающегося сопла 23. В канале 3 расположены «застойные зоны» 27 и 28.
Устройство для вентиляции помещения работает следующим образом.
Атмосферный воздух нагнетается вентилятором 6 в приточную магистраль 1 и через воздуховод 2 в канал 3, где по прототипу, прямоточно пермещаясь контактирует с поверхностью несущей конструкции 5 и в местах контакта отдает посредством теплоотдачи тепло, осуществляя тем самым тепловую защиту помещения. Выполнение вентилируемого канала практически при любом известном конструктивном исполнении имеет места, где движущийся прямоточно поток не осуществляет контакта с поверхностью канала, так называемые «застойные зоны», т.е. теплообмен отсутствует (см., например Богословский В.Н. «Строительная теплофизика» М. 1982 - 415 с.), что, как следствие, приводит к значительному снижению эффективности тепловой защиты помещения.
В предлагаемой полезной модели атмосферный воздух нагнетается вентилятором 6 в приточную магистраль 1 и через воздуховод 2 поступает в суживающееся сопло 23, где, перемещаясь от входного отверстия 25 по криволинейным канавкам 24 к выходному отверстию 26, закручивается и в результате переходит из прямоточного движения в вихреобразное.
Вентилируемый воздух в виде вихря полностью заполняет канал 3, интенсивно перемешивается в «застойных зонах» 27 и 28 тем самым осуществляя равномерный процесс теплоотдачи на несущие конструкции 5 помещения (см., например, Меркулов А.П. «Вихревой эффект и его применение в технике»; Куйбышев, 1972 - 378 с.). В результате закрученный в виде вихря поток воздуха в вентилируемом канале 3, благодаря своим аэродинамическим параметрам, обеспечивает заданные теплофизические характеристики тепловой защиты здания.
При изменяющихся погодно-климатических условиях эксплуатации помещения, когда происходит снижение температуры воздуха, направляемого вентилятором 6 по приточной магистрали 1 через воздухопровод 2 в канал 3 ниже температуры точки росы наблюдается выпадение конденсата в виде капелек различной дисперсности, которые коагулируют как по всему объему воздушного потока, так и на внутренней поверхности несущей конструкции 5 помещения. Капельная жидкость конденсируется на внутренней поверхности несущей конструкции 5 помещения, что увеличивает потери тепла (известно, что отдача тепла от жидкости на порядок и более превышает отдачу тепла от воздуха или газа к ограждающей конструкции, см., например «Теплопередача» Осипова Н.И. и др. М.: 1985 - 437 стр.), особенно, если несущая конструкция 5 выполнена из коллоидного капиллярно-пористого строительного материала, например, из древесины.
Измерение температуры воздуха канала (известно, что максимальная скорость паровоздушного потока достигается на оси вентилируемого канала произвольного сечения), производится датчиком температуры 21 регулятора температуры 9. При этом сигнал, поступающий с датчика температуры 21 становится большим, чем сигнал блока задания 13 и на выходе блока сравнения 11 появится сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 17 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи блока 15. Сигнал с выхода электронного усилителя 17 поступает на вход магнитного усилителя 19, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку электромагнитной муфты 8 вентилятора 6. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 17 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе усилителя 19. В результате момент, передаваемый муфтой 8 от привода 7 вентилятора 6 уменьшается и подача воздуха в вентилируемый канал 3 снижается, что сокращает поступление каплеобразной влаги на поверхность несущей
конструкции 5 и соответственно поддерживает оптимальные теплопотери при эксплуатации помещения.
При наличии значительного количества парообразной влаги в воздухе, подаваемом вентилятором 6 в канал 3, практически независимо от температуры, наблюдается интенсивное конденсатообразование на поверхности несущей конструкции 5, переходящее из каплеобразного в пленочное. В этом случае резко увеличиваются теплопотери помещения, а также повышается влажность материала конструкции 5, что в целом отрицательно влияет на эксплуатационные параметры несущей конструкции 5.
Увлажнение поверхности несущей конструкции регистрируется датчиком влажности 22. При этом сигнал блока задания 14 регулятора влажности 10 превышает сигнал оптического датчика влажности 22 и на выходе блока сравнения 12 появится сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 18. Сюда поступает и сигнал с блока 16 нелинейной обратной связи, который вычитается из сигнала блока сравнения 12. Сигнал с выхода электронного усилителя 18 поступает на вход магнитного усилителя 20, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости вращения 8 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 7 вентилятора 6.
Положительная полярность сигнала электронного усилителя 18 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 20, тем самым увеличивается передаваемый регулятором скорости 8 момент от привода 7, за счет чего достигается увеличение подачи вентилятора 6 до тех пор, пока не будет удалена конденсатная пленка с поверхности несущей конструкции, а следовательно, увлажнение коллоидного капиллярно-пористого строительного материала понизится. В этом случае вентилируемый воздух от вентилятора 6 по приточной магистрали 1 через воздухопровод 2 в канале 3 осуществляет отбор теплоты конденсации,
поддерживая оптимальный режим теплопотерь помещения с заданной надежностью эксплуатации несущей конструкции.
Оригинальность предложенного устройства заключается в том, что улучшение тепловой защиты здания при использовании вентилируемого канала достигается более эффективным теплообменом без дополнительных теплозатрат на подогрев вентилируемого воздуха путем устранения «застойных зон» в воздушной прослойке за счет получения вихреобразного движения потока при перемещении его по криволинейным канавкам, продольно расположенным от входного к выходному сечениям суживающегося сопла, расположенного на выходе воздуховода
Устройство для вентиляции, содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, отличающееся тем, что приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки продольно размещенные от входного к выходному сечениям.
