Устройство для вентиляции помещения
Изобретение относится к вентиляции и может быть использовано в промышленных и гражданских зданиях. Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат на вентиляцию помещения путем удаления из вентилируемого воздуха загрязнений атмосферного воздуха и технологических процессов, поступающих во всасывающий тракт вентилятора. Технический результат достигается тем, что устройство для вентиляции содержит воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, приточную магистраль с вентилятором и 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 усилитель, 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. При этом вентилятор со стороны входного патрубка снабжен воздушным фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и конденсатоотводчиком в нижней части и верхней крышкой, внутри которого размещены перфорированный металлический цилиндр, обтянутый проволочной сеткой с фильтрующим элементом, соединенный со штуцером вывода очищенного воздуха, отражательную перегородку, штуцер ввода очищаемого воздуха в виде суживающегося сопла и снабжен со стороны входа очищаемого воздуха съемной металлической сеткой. Ф.п.м. 1п., 2ил.
Полезная модель относится к вентиляции и может быть использовано в промышленных и гражданских зданиях.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. патент РФ на полезную модель 
54660 МПК F24F 7/06, 2006 бюл. 19), содержащее воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, приточную магистраль с вентилятором и приводом от двигателя, между которыми расположены регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, систему электронно-оптимального контроля.
Недостатком является наличие застойных зон в вентилируемом канале, что приводит к ухудшению процесса тепломассообмена и, соответственно, снижению теплофизических параметров системы вентиляции по сравнению с нормированными-гостированными.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. патент РФ на полезную модель 63507 МПК F24F 7/06, 2007, бюл. 5), содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны, приточная магистраль снабжена вентилятором с приводов от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающий 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.
Недостатком является энергоемкость подачи вентилируемого воздуха через приточную магистраль и канал из-за наличия в нем загрязнений в виде твердых частиц и каплеобразной влаги, особенно влаги в замерзшем состоянии, т.е. инея или льда, когда приводом вентилятора затрачивается дополнительная энергия на сжатие и перемещение с резким возрастанием аэродинамического сопротивления данной смеси как из приточной магистрали, так и в воздуховоде.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергозатрат на вентиляцию помещения путем удаления из вентилируемого воздуха загрязнений атмосферного воздуха и технологических процессов, поступающих во всасывающий тракт вентилятора.
Технический результат по повышению эффективности получения нормированного вентилируемого воздуха и снижение затрат на его перемещение по каналу при устранении возрастания аэродинамического сопротивления достигается тем, что устройство для вентиляции содержит приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, приточная магистраль с вентилятором и 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 усилитель, 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. При этом вентилятор со стороны входного патрубка снабжен воздушным фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и конденсатоотводчиком в нижней части, верхней крышкой, внутри которого размещены перфорированный металлический цилиндр, обтянутый проволочной сеткой с элементом, соединенный со штуцером вывода очищенного воздуха, отражательную перегородку, штуцер ввода очищаемого воздуха в виде суживающегося сопла и снабжен со стороны входа очищаемого воздуха съемной металлической сеткой.
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 конструкцией 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, включающий регулятор температуры 9 и регулятор влажности 10, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения 11 и 12, задания 13 и 14, блоки нелинейной обратной связи 15 и 16, электронные усилители 17 и 18, магнитные усилители 19 и 20, а также электронный датчик температуры 21 и оптический датчик влажности 22. На входе воздуховода 2 установлено суживающееся сопло 23, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки 24, продольно размещенные от входного 25 к выходному 26 отверстиям. В канале 3 расположены «застойные зоны» 27 и 28, вентилятор 6 со стороны входного патрубка 29 снабжен воздушным фильтром 30, содержащим корпус 31 с коническим днищем 32 и конденсатоотводчиком 33 в нижней части и верхней крышкой 34, внутри которого размещен перфорированный металлический цилиндр 35, обтянутый проволочной сеткой 36 с фильтрующим элементом, соединенный со штуцером вывода очищенного воздуха 39 в виде суживающегося сопла и снабжен со стороны входа очищаемого воздуха съемной металлической сеткой 40.
Устройство для вентиляции помещения работает следующим образом.
При работе вентилятора 6 атмосферный воздух загрязненный капельной влагой и твердыми частицами как атмосферной так и технологической пыли промышленной зоны, в которой размещены вентилятор 6, при положительных температурах окружающей среды и влагой в твердом состоянии и твердыми частицами пыли при отрицательных температурах. Поступит в штуцер 39 ввода очищаемого воздуха корпуса 31 воздушного фильтра 30. Крупные частицы загрязнений при контакте со съемной металлической сеткой 40, задерживаются, а более мелкие проходят и поступают в полость штуцера 39, выполненного в виде суживающегося сопла и, в результате уменьшения проходного сечения, соответствующего, возрастания скорости всасываемого потока, оттесняются к стенке, где сталкиваются с другими частицами, укрупняются и становятся «ядрами конденсации» водяного пара.
На выходе из штуцера 39 ввода очищаемого воздуха, выполненного в виде суживающегося сопла поток всасываемого воздуха внезапно расширяется снижая свою температуру (эффект Джоуля-Томпсона, см, например, стр.199 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа. 1980 -469 с., ил.). Это приводит к дополнительной коагуляции мельчайших частиц влаги, которая с твердыми частицами пыли, а при отрицательных температурах и с твердой фазой жидкости, ударяясь об отражательную перегородку 38 падает на коническое днище 32 фильтра 30, где и накапливается конденсат и твердые частицы загрязнений, которые смачиваются. Тем самым предотвращается их унос к проволочной сетке 36 с фильтрующим элементом. Дальнейшая тонкая очистка всасываемого атмосферного воздуха осуществляется на проволочной сетке 36 фильтрующего элемента, где происходит коагуляция мельчайших капелек влаги и слипания мелкодисперсной пыли (атмосферной и технологической) еще находящейся в движущемся потоке воздуха. После чего образовавшиеся капельки стекают в коническое днище 32, а очищенный воздух через перфорированный металлический цилиндр 35 поступает в штуцер вывода очищенного воздуха 37 и далее во входной патрубок 29 вентилятора 6. В результате очистки атмосферного воздуха от загрязнений в виде влаги и твердых частиц вентилятор 6 работает в оптимальном режиме без дополнительных энергозатрат, связанных с преодолением аэродинамического сопротивления во входном патрубке 29 из-за наличия и последующего налипания загрязнений на его внутреннюю поверхность.
Очищенный поток воздуха после вентилятора 6 нагнетается в приточную магистраль 1 и через воздухопровод 2 поступает в суживающееся сопло 23, где от входного 25 до выходного 26 отверстий перемещается по продольно расположенным криволинейным канавкам 24 и закручивается, после чего поступает в канал 3, интенсивно перемешиваясь в «застойных зонах» 27 и 28 под действием результирующей силы давления. Тем самым осуществляя равномерный процесс теплоотдачи на несущие конструкции 5 помещения.
Для обеспечения надежности очистки атмосферного вентилируемого воздуха от загрязнений при длительной эксплуатации (наблюдается поступление мельчайших капель влаги не удаленной в фильтре) осуществляется контроль температурно-влажностного режима процесса вентиляции помещения, который выполняется следующим образом.
Изменение температуры воздуха канала 3 производится датчиком температуры 21 регулятора температуры 9. При этом сигнал, поступающий с датчика температур 21, становится большим, чем сигнал блока задания 13, то на входе блока сравнения 11 появляется 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 возбудителя на выходе магнитного усилителя 19. В результате момент, передаваемый муфтой 8 от привода 7 вентилятору 6, уменьшается и подача воздуха в вентилируемый канал 3 также уменьшается, что сокращает количественное поступление влаги на поверхность несущей поверхности 5 и, соответственно, поддерживает оптимальные температурно-влажностные характеристики строительного материала при эксплуатации помещения.
Увлажнение поверхности несущей конструкции 5 и, соответственно, вентилируемого воздуха регулируется датчиком влажности 22. При этом, если сигнал задания 14 регулятора влажности 10 превышает сигнал оптического датчика влажности 22, то на выходе блока сравнения 12 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 18. Сюда поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 16, 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 поршневых электромагнитных муфт привода 7 вентилятора 6.
Положительная полярность сигнала электронного усилителя 18 вызывает движение тока возбуждения на выходе 20, тем самым увеличивается момент, передаваемый от привода 7 регулятора скорости вращения 8, за счет чего достигается увеличение подачи воздуха вентилятором 6 до тех пор, пока не будет удалена конденсатная пленка с поверхности несущей конструкции 5, а процесс конечной конденсации будет осуществляться с более низким увлажнением строительного материала.
Оригинальность предложенного технического решения заключается в том, что снабжение устройства для вентиляции помещения воздушным фильтром, расположенным на входном патрубке обеспечивает снижение энергозатрат на производство вентилируемого воздуха в изменяющихся погодно-технологических условиях эксплуатации путем устранения возрастания аэродинамического сопротивления приточной магистрали из-за возможности налипания на ее внутренней поверхности твердых частиц атмосферной и технологической пыли в промышленной зоне забора вентилятором всасываемого атмосферного воздуха. При этом поступление частично очищенного вентилируемого воздуха в помещение и в канал, образованный оконным стеклом и строительной конструкцией, повышает надежность длительной эксплуатации элементов строительной конструкции в сложных погодно-технологических условиях.
Устройство для вентиляции помещения, содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны, приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающий регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейно 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, отличающееся тем, что вентилятор со стороны входного патрубка снабжен воздушным фильтром, содержащим корпус с коническим днищем и конденсатоотводчиком в нижней части и верхней крышкой, внутри которого размещены перфорированный металлический цилиндр, обтянутый проволочной сеткой с фильтрующим элементом, соединенный со штуцером вывода очищающего воздуха, отражательную перегородку, штуцер ввода очищаемого воздуха в виде суживающего сопла и снабжен со стороны входа очищаемого воздуха съемной металлической сеткой.
