СИСТЕМА ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ЗАГРУЖЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ Российский патент 2008 года по МПК F24F7/00 

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для хранения плодов, овощей и картофеля в загруженных помещениях, хранилищах и рефрижераторах.

Известна система воздухораспределения в загруженном помещении, содержащая холодильную установку с вентиляторами. Охлаждающими приборами являются гладкотрубчатые стальные батареи. Холодоносителем служит рассол. Предусмотрены нагнетательные приточные каналы с постоянным статическим давлением и отверстиями, оформленными нестандартными решетками. Наружный воздух при открытой заслонке забирается вентилятором и через воздухозаборную шахту подается в нагнетательные каналы, откуда через подполье поступает в штабель продукции. Удаляется из хранилища через шахту с дефлектором (см. Балыкова Л.Н. «Исследование охлаждающей системы фруктоовощехранилища с комбинированным использованием естественного и искусственного холода», Одесса, 1978 г. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук с.135-141).

Однако известная конструкция воздухораспределения в загруженном помещении не исключает подмораживание плодоовощной продукции, образование конденсата водяных паров и сбор его в нижней части штабеля продукции. Система воздухораспределения имеет завышенное аэродинамическое сопротивление и стоимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является система воздухораспределения в загруженном помещении, содержащая последовательно соединенные между собой составляющие единый комплекс: вентилятор, воздухораспределитель, нагнетательный коллектор и ряд параллельных воздухораздающих воздуховодов. Система снабжена вторым единым комплексом, аналогичным первому, расположенным параллельно и напротив него. Ряды воздухораспределяющих воздуховодов обоих комплексов расположены в вертикальной плоскости между наружными ограждениями и контейнерами. Выпускные отверстия выполнены со стороны, противоположной наружным ограждениям. Воздухораспределящие воздуховоды, расположенные вблизи пола, снабжены направляющими, наклонными к полу, образующими между собой равномерную продольную щель. Под потолком расположен воздуховод равномерного всасывания (см. SU Патент на изобретение №2154770, МПК F24F 7/00, Бюл. №23, 20.08.2000 г.).

Однако известное устройство имеет следующие недостатки:

- уменьшение грузового объема камеры хранения из-за устройства крупногабаритного нагнетательного коллектора и комплекса;

- наличие охлаждающих батарей, увеличивающих капитальные и эксплуатационные затраты;

- возможность утепления продукции из-за поступления внешних теплопритоков через наружные ограждения и отсутствие теплосъема;

- повышение потерь давления нагнетательной линии воздухораспределения из-за сложности сети воздуховодов;

- образование зоны над нагнетательным коллектором с недостаточной циркуляцией вентиляционного воздуха (скорость движения потока вентиляционного воздуха ниже нормируемой величины);

- исключает возможность использования естественного холода наружного воздуха в теплонапряженные периоды хранения продукции;

- значительная металлоемкость системы;

- необходимость обогрева верхней зоны хранилища.

Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является создание системы воздухораспределения в загруженных помещениях с применением воздуховодов переменного сечения с продольными прямоугольными отверстиями постоянного сечения, рециркуляционных воздуховодов и пластинчатых рекуператоров.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в сокращении энергоемкости системы воздухораспределения, металлоемкости и уменьшении капитальных затрат путем использования естественного холода наружного воздуха.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата система воздухораспределения в загруженных помещениях, включающая контейнера, или ящики, наружные ограждения, последовательно соединенные между собой, составляющие единый комплекс: из воздухозаборного устройства, радиального вентилятора, воздухонагревателя-охладителя и воздухораспределителей, согласно изобретению снабжена пластинчатым рекуператором, установленным по центру приточно-вытяжной камеры, рециркуляционным воздуховодом переменного сечения с продольными прямоугольными отверстиями постоянного сечения, расположенным параллельно продольному ограждению, снабженным утепленным воздушным клапаном, при этом система оснащена размещенным вдоль продольной стороны наружного ограждения магистральным воздуховодом, который соединен с пристенными воздухораспределителями с равномерной по высоте раздачей воздуха и подающими воздух в межконтейнерное пространство, верхнюю зону загруженного помещения, установленными перпендикулярно магистральному воздуховоду, на передней поверхности которых выполнены прямоугольные отверстия.

Новыми элементами системы воздухораспределения в загруженных помещениях являются:

- установка по центру приточно-вытяжной камеры пластинчатого рекуператора позволяет уменьшить энергоемкость системы за счет рекуперации воздуха,

- размещение вдоль продольной стороны наружного ограждения магистрального воздуховода, который соединен с пристенными воздухораспределителями с равномерной по высоте раздачей воздуха, а также подающими воздух в межконтейнерное пространство и верхнюю зону загруженного помещения, установленными перпендикулярно магистральному воздуховоду, на передней поверхности которых выполнены прямоугольные отверстия, обеспечивает равномерное распределение приточного воздуха в штабеля, предотвращает выпадение конденсата в верхней зоне, уменьшает металлоемкость системы,

- расположение параллельно продольному ограждению рециркуляционного воздуховода переменного сечения с продольными прямоугольными отверстиями постоянного сечения, который снабжен утепленным воздушным клапаном, позволяет забирать для удаления внутренний воздух, а также использовать тепло внутреннего воздуха для дополнительного нагревания наружного воздуха в пластинчатом рекуператоре.

В предлагаемом изобретении предусмотрено комбинированное использование естественного холода наружного воздуха и нагретой смеси наружного воздуха и рециркуляционного (внутреннего воздуха). Снижение энергоемкости системы обеспечивается за счет использования теплоты внутреннего воздуха. Движению воздушных потоков не создаются значительные аэродинамические сопротивления.

Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными из уровня техники техническими решениями позволило установить следующее.

В известных системах воздухораспределения в загруженном помещении предусмотрена сложная система приточных воздуховодов с крупногабаритным нагнетательным коллектором, что приводит к ухудшению ее аэродинамических характеристик, не исключается утепление плодоовощной продукции теплопритоками, проникающими через наружные ограждения, кроме того, не предусмотрено естественное удаление вентиляционного воздуха и рециркуляционные воздуховоды.

В заявленном устройстве возможно интенсивное зональное вентилирование продукции в контейнерах. Для уменьшения капитальных затрат вентиляционный наружный воздух нагнетается в межконтейнерное пространство, выполняющее роль «камеры статического давления».

Таким образом, проведенный заявителем анализ из уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного устройства. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату - сокращение энергоемкости системы воздухораспределения, металлоемкости, уменьшению капитальных затрат, отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображен план загруженного помещения с системой воздухораспределения;

на фиг.2 - разрез загруженного помещения по длине, фиг.1;

на фиг.3 - разрез загруженного помещения по ширине, фиг.1;

на фиг.4 - разрез приточного вентиляционного помещения по длине, фиг.1.

Предлагаемая система воздухораспределения в загруженных помещениях содержит последовательно соединенные между собой и составляющие единый комплекс: воздухозаборное устройство 1 с приточным отверстием 2, предназначенное для забора наружного воздуха для системы вентиляции (см. фиг.1-4), в котором установлены жалюзийные решетки 3. Утепленные воздушные клапаны с исполнительным механизмом 4 для прекращения прохождения воздуха в систему расположены на входе наружного и рециркуляционного воздуха в приточно-вытяжную камеру 5. Воздушные фильтры 6 для очистки воздуха расположены аналогично утепленным воздушным клапанам с исполнительным механизмом 4. Пластинчатый рекуператор 7, предназначенный для нагревания или охлаждения наружного воздуха, расположен по центру приточно-вытяжной камеры 5. Воздухонагреватель 8 для подогрева приточного воздуха расположен за пластинчатым рекуператором 7 по ходу движения наружного воздуха, охладитель 9 расположен за воздухонагревателем 8. Приточный радиальный вентилятор 10 с двухсторонним всасыванием для магистрального воздуховода 11 и вытяжной радиальный вентилятор 12 с двухсторонним всасыванием для удаления удаляемого воздуха расположены на выходе из приточно-вытяжной камеры 5. Магистральный воздуховод 11, проходящий вдоль продольной стороны наружного ограждения загруженного помещения, соединен с четырьмя пристенными воздухораспределителями 13 с равномерной по высоте раздачей воздуха, а также подающими воздух в свободное пространство между штабелями и в верхнюю зону загруженного помещения. Пристенные воздухораспределители 13 установлены перпендикулярно магистральному воздуховоду 11, на передней поверхности которых выполнены прямоугольные отверстия 14. Вытяжная шахта 15 для удаления воздуха и зонт-колпак 16 расположены у верха вытяжной шахты 15, предотвращают ее засорение. Система оснащена рециркуляционным воздуховодом 17 равномерного всасывания, расположенным параллельно продольному ограждению вдоль оси загруженного помещения. Рециркуляционный воздуховод 17 переменного сечения имеет продольные прямоугольные отверстия постоянного сечения с вытяжными жалюзийными решетками 18, которые позволят забирать для удаления внутренний воздух и использовать тепло внутреннего воздуха для дополнительного нагревания наружного воздуха в пластинчатом рекуператоре 7. Камера хранения загружена контейнерами 19 для хранения продукции, расположенными таким образом, чтобы не препятствовать прохождению приточного воздуха в межконтейнерное пространство и продукцию.

Магистральный воздуховод 11 выполнен из стали круглой формы живого сечения без поворотов постоянного сечения по длине. Рециркуляционный воздуховод 17 выполнен из стали круглой формы живого сечения.

Предлагаемая система работает следующим образом.

В период охлаждения плодоовощной продукции системой обеспечивается поступление в загруженное помещение естественного холода наружного воздуха, а в период хранения система позволяет комбинированное использование естественного и искусственного холода. В осенний период интенсивного охлаждения для снижения энергетических затрат и обеспечения нормируемых температурно-влажностных параметров в штабеле плодоовощной продукции радиальным вентилятором 10 всасывается наружный воздух через открытое приточное отверстие 2, оборудованное жалюзийной решеткой 3 и утепленным воздушным клапаном с исполнительным механизмом 4, без обработки (охлаждения или нагревания) нагнетается в магистральный воздуховод 11 и через прямоугольные отверстия 14 пристенных воздухораспределителей 13 равномерно поступает в пространство между контейнерами 19, где равномерно перераспределяется по его объему. Удаляется вентиляционный воздух из загруженного помещения через рециркуляционный воздуховод 17.

В период хранения, когда устанавливается температура наружного воздуха ниже -10°С, осуществляется подача наружного воздуха через воздухозаборное устройство 1 с применением рекуперации внутреннего воздуха в пластинчатом рекуператоре 7.

Наружный воздух конвективного теплообмена с рекуперационным воздухом в пластинчатом рекуператоре 7 достигает расчетной температуры и приточным радиальным вентилятором 10 подается в продольный магистральный воздуховод 11. После этого воздух вытяжным радиальным вентилятором 12 удаляется из загруженного помещения через жалюзийные решетки 18, которые установлены в прямоугольные отверстия постоянного сечения рециркуляционного воздуховода 17.

Для сокращения энергоемкости система воздухораспределения позволяет применять автоматически регулируемый режим вентилирования с комбинированным использованием искусственного холода, подаваемого радиальным вентилятором 10 с рекуперацией внутреннего воздуха из объема загруженного помещения.

Кроме того, для улучшения аэродинамических характеристик система воздухораспределения состоит из стальных воздуховодов магистрального 11, рециркуляционного 17 круглой формы живого сечения без отводов и поворотов по длине, что также снижает затраты электроэнергии, уменьшает мощность вентилятора, габаритные его размеры.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом (см. пат. №2154770, МПК F24F 7/00, БИ №23 от 20.08.2000 г.) позволит:

- сократить капитальные затраты за счет упрощения конструкции,

- уменьшить затраты электрической и тепловой энергии из-за эффективного использования естественного холода наружного воздуха,

- исключить разветвленную сеть воздуховодов для подачи воздуха в хранилище, обеспечить утепление периферийной части продукции, расположенной вблизи наружных ограждений, а также необходимость устройства охладительных батарей,

- увеличить полезный объем хранилища для продукции,

- сократить количество обрабатываемого воздуха в хранилище из-за комбинированного использования искусственного холода с рекуперацией внутреннего воздуха,

- улучшить аэродинамические показатели системы воздухораспределения,

- использовать теплоту удаляемого воздуха для нагревания наружного приточного воздуха при прохождении через пластинчатый рекуператор.

Вышеизложенное свидетельствует о возможности осуществления изобретения с получением указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного изобретения критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано в загруженных помещениях, хранилищах, рефрижераторах для хранения картофеля, плодов и овощей. Техническим результатом изобретения является сокращение энергоемкости и металлоемкости. Система воздухораспределения в загруженных помещениях, включающая контейнера или ящики, наружные ограждения, последовательно соединенные между собой, составляющие единый комплекс из воздухозаборного устройства, радиального вентилятора, воздухонагревателя-охладителя и воздухораспределителей, снабжена пластинчатым рекуператором, установленным по центру приточно-вытяжной камеры, рециркуляционным воздуховодом переменного сечения с продольными прямоугольными отверстиями постоянного сечения, расположенным параллельно продольному ограждению, снабженному утепленным воздушным клапаном, при этом система оснащена размещенными вдоль продольной стороны наружного ограждения магистральным воздуховодом, который соединен с пристенными воздухораспределителями с равномерной по высоте раздачей воздуха и подающими воздух в межконтейнерное пространство, в верхнюю зону загруженного помещения, установленными перпендикулярно магистральному воздуховоду, на передней поверхности которых выполнены прямоугольные отверстия. 4 ил.

Система воздухораспределения в загруженных помещениях, включающая контейнеры или ящики, наружные ограждения, последовательно соединенные между собой, составляющие единый комплекс из воздухозаборного устройства, радиального вентилятора, воздухонагревателя-охладителя и воздухораспределителей, отличающаяся тем, что система снабжена пластинчатым рекуператором, установленным по центру приточно-вытяжной камеры, рециркуляционным воздуховодом переменного сечения с продольными прямоугольными отверстиями постоянного сечения, расположенным параллельно продольному ограждению, снабженному утепленным воздушным клапаном, при этом система оснащена размещенным вдоль продольной стороны наружного ограждения магистральным воздуховодом, который соединен с пристенными воздухораспределителями с равномерной по высоте раздачей воздуха, подающими воздух в межконтейнерное пространство, в верхнюю зону загруженного помещения, установленными перпендикулярно магистральному воздуховоду, на передней поверхности которых выполнены прямоугольные отверстия.