СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ ПАРФЕНОВА Российский патент 2009 года по МПК F24F7/00 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации гражданских, промышленных, специальных, сельскохозяйственных зданий и сооружений и т.п., а точнее к способу вентиляции закрытых помещений в отопительный период.

Для обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий в помещениях и/или сооружениях с пребыванием людей и/или представителей животного мира и/или растительности и/или микроорганизмов и т.д. там необходимо поддерживать стабильные параметры воздуха, в том числе температуру, содержание кислорода, влажность с одновременным выводом газообразных и взвешенных продуктов жизнедеятельности, паров и газов вредных веществ, пыли и запахов. Выполнение этих требований обеспечивается отоплением и вентиляцией (естественной и/или принудительной).

Вытяжные естественные и принудительные системы вентиляции выполняются с выводом воздуха через отборы в верхней части помещений. В отопительный сезон такая вентиляция по технологии соответствует обогреву помещений открытым огнем, когда с теплом в помещения поступают продукты горения, которые надо выводить (например: костром, газовым, жидкостным или любым другим огневым обогревателем без вытяжной трубы от источника тепла). Вытяжная принудительная вентиляция, по необходимости, дополняется отбором воздуха от локальных мест выделения пыли и аэрозолей. Обогрев помещений требует очень большое количество энергии (тепловой и/или электрической).

Известны предложения снижения затрат на обогрев помещений путем рекуперации тепла с использованием теплообменных аппаратов, например а.св. SU1362898 А1, однако случаи практического применения неизвестны по причине низкого перепада температуры (выходящий/входящий воздух) и больших материальных затрат на дополнительные помещения и оборудование. Теплообменные аппараты быстро загрязнятся пылью, их очень трудно очищать, что исключит получение положительного эффекта.

Самые распространенные системы отопления обогревают помещения по следующему принципу: конвективные обогреватели (батареи водяного отопления, масляные электрообогреватели и т.п.) подогревают воздух, плотность которого уменьшается, его потоки поднимаются вверх и в значительной части уходят в вытяжки вентиляции, а оставшаяся часть, охлаждаясь на холодных поверхностях, опускается и вновь поступает к источнику тепла. На место ушедшего из помещения теплого воздуха снаружи поступает холодный воздух. В помещениях имеется градиент температуры воздуха по высоте. Принудительные системы вентиляции также выводят воздух из помещений сверху. Воздух в помещениях состоит из азота, кислорода, углекислого газа, паров воды и примесей: газов, взвесей (пыль, аэрозоли) и запахов веществ, соответствующих технологическим процессам в помещениях. Компоненты воздуха стремятся к распределению по высоте помещений в соответствии с молекулярным весом: пары воды преимущественно сверху, пыль, пары вредных веществ, запахи, углекислый газ преимущественно снизу.

При таких традиционных верхних отборах в системах вентиляции из помещений выводится самый теплый слой воздуха преимущественно с парами воды, в меньшей доле - углекислый газ, пыль, запахи, что противоречит технической и экономической целесообразности. Кроме того, в отопительный сезон с увеличением перепада температур (помещение - наружный воздух) по сравнению с теплым сезоном, в несколько раз увеличивается гравитационная тяга естественных систем вентиляции. Таким образом, существующие системы вентиляции в отопительный сезон работают неэффективно. В теплое время года эффективность традиционных систем вентиляции также недостаточна для очистки помещений от паров вредных веществ и пыли.

Значительное влияние на физиологические процессы живых организмов и растений оказывает величина относительной влажности воздуха. Оптимальная влажность воздуха для человека 65-80%, для растений это 90-98%, что значительно отличается от действительности в помещениях за период осень-весна. В отопительный сезон насыщенный до 100% относительной влажности холодный наружный воздух, поступающий в помещения, нагревается, что приводит к уменьшению его относительной влажности. Например, при нагреве такого воздуха от минус 20°С до плюс 20°С (30°С), притом что абсолютная влажность уменьшается незначительно (в указанных случаях на 14,6% и 16,5% весовых или 0% (0%) объемных соответственно). При этом относительная влажность уменьшается в 19,5 (34,1) раз, т.е. будет 5,1% (2,9%), соответственно из исходных 100% относительных весовых, становится очень сухим. Это меньше, чем в пустынях (в полдень) в 4-10 раз и приводит к дискомфорту, вредному влиянию на здоровье и технологические процессы, необходимости его увлажнения, что технически довольно сложно, требует дополнительных затрат энергии и на оборудование.

Человек, многие виды животных, растения из-за наличия систем выделения пота на коже и систем выделения влаги на листьях воздух с низкой относительной влажностью воспринимают менее теплым, чем воздух с той же температурой, но большей относительной влажности (эффект "мокрого" термометра). Разность температур "сухого" и "мокрого" термометров при температуре +20°С может быть более 20°С, т.е. для создания температурного комфорта зимой температуру в помещениях необходимо поднимать до 28-30°С, что дополнительно уменьшает относительную влажность воздуха и приводит к ускоренному обезвоживанию живых организмов и растений, увеличивает теплопотребление на обогрев, но воздух все равно воспринимается прохладнее, чем летом при температуре 20-22°С.

Целью изобретения является повышение экономичности и эффективности работы систем вентиляции и улучшение условий пребывания людей, представителей животного мира, растений в помещениях в отопительный период.

Поставленная цель достигается тем, что в отопительный сезон вывод воздуха из помещений в вытяжную вентиляцию производится преимущественно через отборы из нижней части помещений (от полов) выводом менее теплого, менее увлажненного, более загрязненного воздуха.

На чертеже показан принцип работы предлагаемой системы вентиляции в отопительный период. Верхний отбор 1 закрыт полностью или имеется незначительный проход на 5-20% от общего воздухообмена, нижний отбор 2 открыт. Поворотные (или подвижные) клапаны 3 связаны между собой связью 4, не позволяющей одновременное закрытие верхних и нижних отборов. Выводимый воздух через нижний отбор поступает в вентиляционный канал 5.

Выполнение предлагаемой системы вентиляции приведет к уменьшению энергозатрат на подачу, подогрев и увлажнение воздуха на 30-70% с одновременным повышением качества воздухообмена. Уменьшение вывода паров воды из помещений приводит к уменьшению сухости, возможности снижения уровня комфортной температуры на 4-10°С и, соответственно, к обеспечению нормативных санитарно-гигиенических условий. В помещениях с наличием открытых поверхностей с кипящей водой и/или большими тепловыделениями и/или легкого природного газа (метана) необходимо предусмотреть дополнительно вывод сверху помещений в вытяжную вентиляцию (естественную или/и принудительную) в количестве 5-20% от общего воздухообмена.

В теплое время года в помещениях с избыточным тепловым балансом вентиляция должна работать по традиционной схеме, т.е. с выводом теплого воздуха сверху помещений, но вывод тяжелых загрязнений воздуха помещений (пыль, пары летучих органических и неорганических веществ, бытового газа пропан-бутана) эффективнее выполнять снизу помещений.

Способ предназначен для вентиляции помещений и/или увлажнения воздуха там же в отопительный сезон. Способ заключается в выводе загрязненного воздуха из нижних частей помещений через отборы в системы вентиляции, при этом вывод загрязненного воздуха в системы вытяжной вентиляции выполняется преимущественно от полов помещений в гражданских, промышленных, сельскохозяйственных зданиях, сооружениях, предназначенных для пребывания людей, животных, биологических организмов и растений, в отопительный сезон. Технический результат - снижение энергозатрат, улучшение качества воздуха. 1 ил.

Способ вентиляции помещений, заключающийся в выводе загрязненного воздуха из нижних частей помещений через отборы в системы вентиляции, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, улучшения качества воздуха, вывод загрязненного воздуха в системы вытяжной вентиляции выполняется преимущественно от полов помещений в гражданских, промышленных, сельскохозяйственных зданиях, сооружениях, предназначенных для пребывания людей, животных, биологических организмов и растений, в отопительный сезон.