МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ Российский патент 2017 года по МПК F24F7/00 

Изобретение относится к системам механической вентиляции принудительного типа с автоматическим регулированием расхода воздуха и может быть использовано для раздачи воздуха в помещениях общественных и промышленных зданий.

Известна саморегулируемая механическая вентиляционная сеть с автоматическим регулированием расхода воздуха (RU №112357 U1, кл. F24F 7/06, опубл. 2012), содержащая устройство для забора наружного воздуха, вентилятор, воздухораспределитель, устройство регулирования расхода подаваемого воздуха, тройник, магистральную ветвь, самонастраивающийся газодинамический регулятор расхода воздуха, обеспечивающий в зависимости от величины и направления результирующего аэродинамического момента изменение степени перекрытия «живого» сечения воздуховода в ответвлении тройника, посаженного на ось, флюгера, закрепленного на оси так, что при его повороте жестко связанный с ним осесимметричный поворотный сектор перекрывает проходные отверстия осесимметричного неподвижного сектора, жестко закрепленного к стенкам тройника, крыльчатки и диффузора, автоматически регулирующего расход воздуха в ответвлении магистрали.

Известно устройство для регулирования системы вентиляции (EP №1134509 A1, кл. F24F 11/00, опубл. 2001), содержащее блок обработки воздуха с приточным вентилятором подачи воздуха, соединенный с воздухоподающим каналом, снабженным отводными каналами, и первым датчиком давления, расположенным перед первым ответвляющим каналом для регулирования скорости вентилятора в соответствии с заданным параметром P_tot. Каждый из ответвляющих каналов снабжен собственным датчиком давления, подключенным к регулятору для поддержания постоянного давления в соответствующем канале воздуховода. Регулятор содержит заслонку с исполнительным механизмом, устанавливающую степень открытия заслонки в каждом канале, данные передаются устройству управления системой.

Недостатками известных аналогов является то, что регуляторы на ответвлениях создают дополнительное аэродинамическое сопротивление воздуху и системы не могут изменять расход воздуха на ответвлениях, в зависимости от изменения потребности в вентиляции в отдельных обслуживаемых помещениях, а изменяют расход воздуха одновременно во всех помещениях.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный способ количественного регулирования параметров воздушной среды в нескольких помещениях (SU №1103047 A, кл. F24F 11/00, опубл. 1984), заключающийся в том, что изменяют подачу воздуха приточным или вытяжным вентиляторами и регулируют аэродинамическое сопротивление местных воздуховодов, соединяющих магистральный воздуховод с помещениями, по сигналам датчиков регулируемого параметра в помещениях, причем подачу воздуха вентилятором изменяют по сигналу датчика одного из помещений, одновременно увеличивая аэродинамическое сопротивление каждого из местных воздуховодов остальных помещений на величину, равную в режиме максимальной подачи воздуха вентилятором разности статических давлений в магистральном воздуховоде в точках присоединения к нему местных воздуховодов при максимальной и минимальной подаче воздуха.

Недостатком наиболее близкого технического решения является то, что в процессе регулирования происходят потери энергии на дросселирование давления воздуха клапанами на ответвлениях магистрали. Дросселирование отсутствует только в самом дальнем обслуживаемом помещении. Другим недостатком этого способа является отсутствие регулирования параметров воздухораздачи непосредственно в помещениях. А вопросы воздухораздачи при вентилировании помещений с постоянным присутствием людей неразрывно связаны со схемой регулирования системы вентиляции. Изменение расхода в помещении при отсутствии мероприятий по соответствующему адаптированию воздухораспределителей приводит к возникновению нежелательных эффектов - слишком низкой скорости воздуха («опадание» струи из воздухораспределителя, отсутствие перемешивания) или слишком высокой скорости воздуха (эффект «сквозняка»).

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение экономичности и поддержание оптимальных параметров воздухораспределения в помещениях.

Поставленная задача решена тем, что механическая регулируемая система вентиляции, содержащая воздухозаборный воздуховод, магистральный воздуховод, воздуховоды на ответвлениях в помещения, снабженные регулирующими заслонками и приточными воздухораспределителями, управляющие датчики в помещениях, главный вентилятор перед магистральным воздуховодом с регулирующим устройством, дополнительно содержит датчик давления, расположенный в конце магистрального воздуховода и соединенный с регулирующим устройством главного вентилятора, воздухозаборный воздуховод дополнительно снабжен фильтром, воздушным калорифером и воздухоохладителем, а воздуховоды на ответвлениях дополнительно снабжены местными вентиляторами, соединенными с управляющими датчиками в помещениях.

Сущность изобретения поясняется подробнее чертежом и описанием к нему.

На фиг. 1 схематично изображена механическая регулируемая система вентиляции.

Механическая регулируемая система вентиляции содержит воздухозаборный воздуховод 1, фильтр 2, воздушный калорифер 3, воздухоохладитель 4, главный вентилятор 5, магистральный воздуховод 6, воздуховоды на ответвлениях 7 в помещения 8, снабженные регулирующими заслонками 9, местными вентиляторами 10 и приточными воздухораспределителями 11. В помещениях 8 расположены управляющие датчики 12, соединенные с местными вентиляторами 10. В конце магистрального воздуховода 6 установлен датчик давления 13, связанный с регулирующим устройством главного вентилятора 14.

Механическая регулируемая система вентиляции работает следующим образом.

Воздух через воздухозаборный воздуховод 1 проходит через фильтр 2 и поступает в магистральный воздуховод 6. Главный вентилятор 5 поддерживает в магистральном воздуховоде 6 постоянное давление воздуха. Для контроля давления воздуха на дальнем от главного вентилятора 5 конце магистрального воздуховода 6 установлен датчик давления воздуха 13, связанный с регулирующим устройством 14 главного вентилятора 5. Регулирующее устройство 14 управляет частотой вращения главного вентилятора 5 так, чтобы в магистральном воздуховоде 6 сохранялось постоянное небольшое статическое давление воздуха. Из магистрального воздуховода 6 воздух распределяется по воздуховодам на ответвлениях 7 в помещения 8. Воздуховоды на ответвлениях 7 снабжены регулирующими заслонками 9 для статической балансировки давления перед воздухораспределителями 11 в одном помещении, местными вентиляторами 10 и приточными воздухораспределителями 11, через которые воздух направляется в помещения 8. В помещениях 8 расположены управляющие датчики 12, соединенные с местными вентиляторами 10. В качестве управляющих датчиков могут выступать датчики углекислого газа или других газов, летучих органических соединений, частиц, присутствия людей. Это зависит от назначения системы вентиляции и особенностей режима работы обслуживаемого здания. Управляющие датчики 12 позволяют в зависимости от заданных параметров воздуха или присутствия людей включать и отключать местные вентиляторы 10. При отключении одного или нескольких местных вентиляторов 10 на ветках (воздуховодах на ответвлениях) разбор воздуха из магистрального воздуховода 6 снижается, и давление в магистральном воздуховоде 6 повышается. После этого по сигналу датчика давления 13 регулирующее устройство 14 уменьшает частоту оборотов вращения главного вентилятора 5. Таким образом, при отсутствии потребности в вентилировании одного или нескольких обслуживаемых помещений 8 потребление электроэнергии, тепловой энергии или холода (в зависимости от времени года) системой вентиляции снижается за счет уменьшения расхода воздуха на главном вентиляторе 5 и отключении части местных вентиляторов 10 на ответвлениях 7. При полной нагрузке в помещениях 8 соответствующие этим зонам местные вентиляторы 10 постоянно работают. При снижении нагрузки в зонах 8 соответствующие этим зонам местные вентиляторы 10 начинают работать в «импульсном» режиме, периодически включаясь и выключаясь. Применение такой «импульсной» схемы работы позволяет использовать воздухораспределители 11, рассчитанные на постоянный расход воздуха. Воздухораспределители подобного типа дешевле воздухораспределителей, рассчитанных на переменный расход воздуха. Также вместо используемых в системах вентиляции с переменным расходом динамических балансировочных клапанов применяются статические балансировочные клапаны (регулирующие заслонки 9) совместно с местными вентиляторами 10, что также снижает стоимость системы вентиляции. Включение в предложенную механическую регулируемую систему вентиляции воздушного калорифера 3 и воздухоохладителя 4 позволяет использовать предложенное техническое решение для воздушного отопления и кондиционирования помещений.

Таким образом, использование предложенной механической регулируемой системы вентиляции позволяет предотвратить потери при дросселировании на увязку ветвей между собой за счет того, что на ответвлениях устанавливаются местные вентиляторы, подобранные таким образом, что на каждой ветви они создают необходимый расход и давление воздуха, за счет чего повышается экономичность системы вентиляции. Поддержание оптимальных параметров воздухораспределения в помещениях достигается за счет того, что местные вентиляторы на ответвлениях работают в дискретном режиме, то есть либо обеспечивают расчетный расход воздуха, либо выключены. Благодаря этому воздухораспределители, подобранные на расчетный расход воздуха, создают оптимальную скорость воздуха в рабочей зоне помещений.

Опытная установка регулируемой системы вентиляции прошла испытания, полученные результаты позволяют рекомендовать заявленное изобретение для широкого внедрения в качестве системы приточной вентиляции в помещениях общественных и промышленных зданий.

Изобретение относится к системам механической вентиляции принудительного типа с автоматическим регулированием расхода воздуха и может быть использовано для раздачи воздуха в помещениях общественных и промышленных зданий. Механическая регулируемая система вентиляции содержит воздухозаборный воздуховод, магистральный воздуховод, воздуховоды на ответвлениях в помещения, снабженные регулирующими заслонками и приточными воздухораспределителями, управляющие датчики в помещениях, главный вентилятор перед магистральным воздуховодом с регулирующим устройством, при этом система вентиляции дополнительно содержит датчик давления, расположенный в конце магистрального воздуховода и соединенный с регулирующим устройством главного вентилятора, воздухозаборный воздуховод дополнительно снабжен фильтром, воздушным калорифером и воздухоохладителем, а воздуховоды на ответвлениях дополнительно снабжены местными вентиляторами, соединенными с управляющими датчиками в помещениях. Это позволяет повысить экономичность поддержания оптимальных параметров воздухораспределения в помещениях. 1 ил.

Механическая регулируемая система вентиляции, содержащая воздухозаборный воздуховод, магистральный воздуховод, воздуховоды на ответвлениях в помещения, снабженные регулирующими заслонками и приточными воздухораспределителями, управляющие датчики в помещениях, главный вентилятор перед магистральным воздуховодом с регулирующим устройством, отличающаяся тем, что система вентиляции дополнительно содержит датчик давления, расположенный в конце магистрального воздуховода и соединенный с регулирующим устройством главного вентилятора, воздухозаборный воздуховод дополнительно снабжен фильтром, воздушным калорифером и воздухоохладителем, а воздуховоды на ответвлениях дополнительно снабжены местными вентиляторами, соединенными с управляющими датчиками в помещениях.