Приточный клапан с подогревом воздуха Российский патент 2024 года по МПК F24F7/07 F24F1/02 

Изобретение относится к области систем кондиционирования, в частности к приточным клапанам.

Одним из первых упоминается следующим приточный клапан.

Способ предотвращения инееобразования в теплообменнике, имеющем камеру для теплоносителя, предусматривающий поддержание температуры стенки камеры со стороны удаляемого воздуха выше температуры замерзания конденсата путем подачи в камеру теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и удешевления способа, теплоноситель в камеру подают непрерывным потоком с температурой, определяемой по формуле,

где t_з - температура подаваемого в полость теплообменной поверхности теплоносителя:

G_з - массовый расход подаваемого в полость теплоносителя;

t_сm - заданная температура теплообменной поверхности;

t_r,t_cm - температура удаляемого и приточного воздуха;

а_r,а_з,а_х - коэффициенты теплоотдачи от удаляемого воздуха к теплообменной поверхности, от теплообменной поверхности к теплоносителю в полости и от теплообменной поверхности к приточному воздуху;

ξ - коэффициент увеличения теплообмена из-за массообмена;

F - площадь теплообмена;

С - теплоемкость теплоносителя.

[Патент №SU1386807A1 (Прототип)].

Недостатками изобретения могут служить:

1. Необходимость поддержания постоянного непрерывного потока теплоносителя может потребовать дополнительных затрат на энергию и увеличить расходы на обслуживание системы;

2. Использование теплоносителя с высокой температурой может привести к перегреву стенки камеры и повреждению теплообменника;

3. Сложность определения температуры теплоносителя по формуле может потребовать дополнительных измерений и контроля параметров системы;

4. Наличие камеры для теплоносителя может увеличить габариты и вес теплообменника, что может быть проблематично при его установке и

эксплуатации;

5. Необходимость поддержания высокой температуры стенки камеры может привести к увеличению расходов на электроэнергию и повышенному износу оборудования.

В качестве аналогов рассматриваются следующие изобретения:

1. Теплозвукоизоляционное окно с воздухообменным клапаном, включающее оконную коробку с раздельными переплетами, в которых закреплены стекла и форточка, а также воздухообменный клапан в виде короба, размещенный вертикально вдоль боковой стороны оконной коробки и имеющий с наружной стороны отверстие с жалюзи и заслонкой, установленной внутри клапана за жалюзи с возможностью вертикального перемещения, отличающееся тем, что клапан прикреплен к импосту коробки с противоположной стороны от форточки, а импосты коробки выполнены с отверстиями соединяющими внутреннее пространство клапана с межстекольным пространством оконной коробки и форточкой.

2. Теплозвукоизоляционное окно по п. 1, отличающееся тем, что с внутренней стороны клапан выполнен с двумя створками.

3. Теплозвукоизоляционное окно по п. 1 или 2, отличающееся тем, что клапан изнутри оклеен звукопоглощающим материалом.

4. Теплозвукоизоляционное окно по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что стекла во внутреннем переплете установлены многослойно.

5. Теплозвукоизоляционное окно по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что клапан дополнительно содержит воздушный фильтр и/или вентилятор, установленный внутри клапана [Патент №RU 2170802 C1 (аналог)].

Недостатки изобретения:

1. Сложность установки и обслуживания из-за наличия дополнительных элементов и системы вентиляции;

2. Ограниченность применения системы только в окнах с возможностью подключения к вентиляционной системе здания;

3. Необходимость регулярной очистки и обслуживания системы для поддержания ее эффективности и безопасности;

4. Возможность появления конденсата внутри клапана, что может привести к ухудшению качества воздуха в помещении;

5. Необходимость использования электроэнергии для работы Вентилятора, что может увеличить энергозатраты здания;

6. Ограниченность возможности регулировки направления потока воздуха, что может не удовлетворять индивидуальным потребностям пользователей;

7. Возможность снижения эффективности работы системы из-за засорения фильтра очистки воздуха.

8. В реализации изобретения отсутствует использование фильтров.

Также аналогом служит следующее изобретение.

1. Клапан приточной вентиляции для бытовых и вспомогательных помещений и установки в наружной стене здания, в частности, для системы вентиляции, содержащий в трубе воздушный канал, теплошумоизоляцию, отличающийся тем, что в воздушном канале расположены две воздушные камеры разной длины и разного диаметра, где одна из камер имеет перегородку, а другая в качестве теплошумоизоляции имеет звукопоглощающую вставку.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что при подборе длины и диаметра воздушных камер учитывалось соотношение длины большей воздушной камеры к общей длине воздушного канала и соотношение диаметра меньшей камеры к диаметру большей камеры.

3. Клапан приточной вентиляции для бытовых и вспомогательных помещений и установки в наружной стене здания, в частности, для системы вентиляции. с расположенными в воздушном канале воздушными камерами, теплошумоизоляцией, отличающийся тем, воздушный канал трубы имеет цилиндрическую форму и одна из воздушных камер содержит шумогаситель.

4. Клапан по п. 3, отличающийся тем, что шумогаситель представляет собой одну или несколько перфорированных трубок с отверстиями разного диаметра [Патент №RU 66488 U1 (аналог)].

Некоторые возможные недостатки полезной модели могут быть:

1. Ограниченная эффективность шумопоглощения: хотя устройство имеет звукопоглощающую вставку и шумогаситель, его способность снизить уровень шума может быть ограничена. Он может быть менее эффективным в сравнении с другими более сложными или специализированными системами шумопонижения.

2. Ограничение потока воздуха: наличие двух воздушных камер разной длины и диаметра может привести к ограничению потока воздуха через систему вентиляции. Это может снизить эффективность вентиляции и притока свежего воздуха в помещение.

3. Ограниченные возможности регулирования: данное изобретение может иметь ограниченные возможности регулирования потока воздуха или шумопоглощения в зависимости от настроек и конфигурации воздушных камер и шумогасителя.

4. Сложности в монтаже и обслуживании: установка и обслуживание такой системы вентиляции может потребовать дополнительных рабочих операций и специализированного оборудования из-за наличия различных воздушных камер и шумогасителя.

5. Возможные проблемы с чистотой воздуха: хотя устройство включает элементы теплошумоизоляции, оно может не обеспечивать эффективной фильтрации загрязнений, пыли или аллергенов, поскольку фильтрация не является его основной функцией.

6. Ограниченное применение: такая система приточной вентиляции может быть наиболее эффективна и полезна только в определенных условиях помещений и типах зданий, и ее применение может быть ограничено или непрактично для некоторых случаев или конкретных ситуаций.

Изобретение 1. Клапан приточной вентиляции, состоящий из короба, выполняющего функцию воздуховода, заборной решетки, фильтра, регулируемой заслонки, накладок из шумопоглащающего материала, отличающийся тем, что короб плотно огибает раму окна, одна огибающая раму окна часть короба выходит снаружи здания и имеет входное отверстие, вторая огибающая раму окна часть короба выходит внутрь здания и имеет выходное отверстие, основная часть короба имеет отверстие, которое закрывается крышкой, между внутренней полостью короба, входным и выходным отверстием огибающих раму окна частей имеются перемычки, в которых также имеются соответственно входные и выходные отверстия, регулированная заслонка устанавливается внутрькороба, прижимается к поверхности короба и перемычек прижимной планкой и пружинами, в прижимной планке имеются отверстия, которые совпадают с соответствующими отверстиями перемычек короба, в регулируемой заслонке имеются отверстия, которые в открытом положении заслонки совпадают с соответствующими отверстиями перемычек короба и прижимной планки, регулируемая заслонка имеет ручку, выходящую в выходное отверстие перемычки короба, может передвигаться в зазоре между поверхностью короба и прижимной планкой, одновременно открывая или закрывая входные и выходные отверстия перемычек короба и прижимной планки в зависимости от направления передвижения, в регулируемой заслонке и в прижимной планке имеются отогнутые части, фиксирующие заслонку в направлении движения.

2. Клапан приточной вентиляции по п. 1, отличающийся тем, что огибающие раму окна части короба можно выполнить заподлицо с откосами окна [Патент №RU 2523224 C2 (аналог)].

Недостатки:

1. Установка данного клапана может быть затруднена из-за необходимости плотного огибания рамы окна и наличия перемычек внутри короба, что усложняет доступ к устройству для обслуживания и ремонта.

2. Использование перемычек внутри короба может привести к возникновению дополнительных шумов и вибраций при работе системы.

3. Наличие множества отверстий и перемычек может усложнить процесс очистки и обслуживания системы.

4. Заподлицо выполненные огибающие раму окна части короба могут усложнить процесс установки и требовать дополнительных работ по подгонке размеров устройства под конкретное окно.

5. Регулируемая заслонка, прижимаемая пружинами, может выходить из строя или требовать регулярной замены пружин.

В настоящее время хорошо известны:

приточный стеновой клапан с подогревом воздуха - прибор для принудительного проветривания помещения, встроенного в стену, включающий в себя очистительный фильтр, нагревательный элемент [RU 00054659, RU 2710157 C1, RU 27325555 C1];

Приточный подоконный клапан с подогревом воздуха - система распределения воздуха, включающая в себя фильтр очистки воздуха, воздухозаборный канал, вытяжной вентилятор [СА 2012345 А1, RU 189260 U1];

Приточно-вытяжной клапан с принудительной циркуляцией воздуха и подогревом - интегрированная система поддержания воздушно-теплового режима и горячего водоснабжения, содержащая приточно-вытяжную вентиляционную установку, воздуховод удаляемого воздуха, воздуховод приточного воздуха, воздухораспределители приточного воздуха, оснащенные электрическими нагревателями, регулятор температуры [RU 80922 U1, RU 176378 U1];

Приточная-вытяжная установка в стену с рекуператором - вентиляционная установка, содержащая внешний колпак, внутренний модуль, вентиляционный канал, который соединяет внутреннюю среду с внешней средой. где внешний колпак выходит к внешней среде, а внутренний модуль к внутренней среде [RU 2604584 C2, RU 140092 U1, RU 185494 U1].

Не вызывает сомнения тот факт, что для эффективности работы приточного клапана и его широкой востребованности необходимо устранить недостатки изобретения и полезных моделей, рассмотренных выше. Недостатки, как высокая стоимость, технические сложности с установкой и сложности с очисткой, закрывает разрабатываемое изобретение,

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении доступности приточного клапана за счет устранения технических сложностей установки и модульной конструкции, которая позволит проще выполнять очистку клапана.

Задачей, которую решает предлагаемое устройство, заключается в повышении эффективности вентиляции за счет оптимальной модульной сборной конструкции.

Для решения поставленной задачи приточный клапан.

- устанавливают корпус в выбранном месте помещения с выводом внешней части клапана наружу здания;

- вставляют модуль с вентиляторами в выезжающую ячейку;

- вставляют модуль с воздухонагревателем в выезжающую ячейку;

- вставляют модули с фильтрами для очистки воздуха в выезжающую ячейку;

- вставляют модуль с шумоглушителем в выезжающую ячейку;

- задвигают выезжающую ячейку в корпус с и пользуются.

«Промышленная применимость» обусловлена оптимальной модульной конструкцией, выполненной в экологичном жаропрочном пластике с защитой по электричеству. Конструкция позволит снижать расход тепла на систему отопления в отопительный сезон.

Общие признаки заявляемого устройства:

1. Встроенные вентиляторы;

2. Нагревательный электрический элемент;

3. Возможность встраиваться в стены, подоконник и/или у окна;

4. Фильтры очистки воздуха - грубая (на входящий поток воздуха с внешней стороны помещения) и тонкая (на выходящий поток воздуха в помещение) очистка;

5. Микроконтроллер (управление внутренними системами) и датчик блютуз для возможности управления со смартфона;

6. Подающая решетка на внутренней стороне клапана, насадка с козырьком для защиты от осадков с наружной стороны клапана.

Отличительные признаки предлагаемого решения:

1. Модульная конструкция приточного клапана;

2. Отдельные съемные модули для вентиляторов, нагревательного элемента, фильтров и шумоглушителя;

3. Корпус из экологичного термостойкого пластика;

4. Нагревательный элемент (или воздухонагреватель) типа керамического нагревателя РТС, регулирует мощность в зависимости от температуры наружного воздуха без автоматики и датчиков из-за особенностей материалов, из которых состоит.

5. Небольшие габариты и скрытая установка клапана в стене, подоконнике и/или у окна.

Таким образом, заявленное устройство представляет собой конструкцию приточного клапана с выезжающими ячейками для установки моделей и очистительными щетинами по краям корпуса клапана, имеет возможность сбора и разбора модулей без винтов для их очистки или замены, что повышает его функциональность и продлевает срок службы.

Применение заявленного устройства осуществляется следующим образом.

Он состоит из следующих компонентов: корпуса, вентиляторов, нагревательного элемента, фильтров очистки воздуха и шумоглушителя. Кроме того, такой клапан может быть встроен в стену, подоконник и/или у окна.

Основные характеристики устройства:

1. Корпус: Корпус клапана имеет ниши для размещения выезжающих ячеек для установки в них модулей (блоков) с вентиляторами, фильтрами очистки воздуха, нагревательным элементом и шумоглушителем. Каждая ниша оборудована пластиковой очистительной щетиной по краям и по два выпуклых ребра жесткости справа и слева, и/или сверху и снизу. Это обеспечивает удобство и эффективность очистки и обслуживания устройства (Фиг. 1, фиг. 2).

Основная особенность устройства заключается в том, что корпус имеет специальные выезжающие ячейки для размещения модулей (блоков) с вентиляторами. фильтрами очистки воздуха, нагревательным элементом, шумоглушителем. Каждая выезжающая ячейка оборудована пластиковой очистительной щетиной по бокам и двумя выпуклыми ребрами жесткости справа и слева, и/или сверху и снизу. Соответственно, каждый блок имеет по двум вогнутым ребрам жесткости для обеспечения прочности и стабильности (Фиг. 3 - Фиг 7).

Выезжающие ячейки и их также можно извлекать из корпуса клапана для очистки или замены.

2. Блоки: Каждый модуль (блок), включающий вентиляторы фильтры и нагревательный элемент, шумоглушитель имеет по два вогнутых ребра жесткости. Это позволяет обеспечить прочность и стабильность блоков внутри корпуса (Фиг. 7 - Фиг 12).

Кроме того, модули (блоки) устройства могут быть разобраны и собраны без использования винтов с целью проведения процедуры очистки. Вместе с устройством поставляется специальное очистительное устройство, которое облегчает процесс очистки блоков, удаляя пыль и засорения. Это упрощает обслуживание и поддержание оптимальной эффективности работы устройства.

3. Разборка и сборка: Блоки имеют возможность разбираться и собираться без использования винтов. Это позволяет легко достигать доступа к вентиляторам, фильтрам и нагревательному элементу для их очистки и обслуживания или замены.

4. Специальное очистительное устройство: В комплекте с приточным клапаном предлагается специальное очистительное устройство. Оно предназначено для более эффективной очисткикомпонентов устройства, таких как вентиляторы, фильтры и нагревательный элемент. Это обеспечивает длительную и безопасную работу устройства (Фиг. 13 - фиг. 15).

5. Работа устройства: Работа устройства осуществляется следующим образом: вентиляторы, установленные в блоках, отвечают за подачу нормируемого количества свежего наружного воздуха в помещение при помощи создания потока воздуха необходимого сопротивления с помощью вращения лопастей. Нагревательный элемент подогревает поступающий воздух до заданной нормируемой температуры, что обеспечивает комфортный микроклимат в помещении. Фильтры очистки воздуха выполняют задачу очистки воздуха от пыли, загрязнений и аллергенов, улучшая его качество.

Внешний вид устройства показан на рисунках Фиг. 16 - Фиг. 19

1. Приточный клапан устанавливается в стену, подоконник и/или у окна помещения.

2. Вентиляторы приточного клапана приводится в действие, подавая нормируемое количество приточный воздуха в помещение.

3. Воздух проходит через фильтры очистки воздуха, где удаляются загрязнения и пыль.

4. После прохождения фильтров очищенный воздух проходит через нагревательный элемент, который нагревает его до заданной нормируемой температуры.

5. Очищенный и нагретый воздух поступает в помещение, обеспечивая комфортные условия для проживания или работы.

6. В клапане предусмотрен модуль шумоглушителя, снижающего уличный шум, поступающий в помещение.

Преимущества разрабатываемого приточного клапана:

1. Компактность, возможность скрытого монтажа в сочетании с подогревом и очисткой свежего приточного воздуха отвечают не только за эстетическую составляющую данного оборудования, но и позволяют создать в помещении комфортные параметры микроклимата.

2. Установка саморегулирующегося по тепловой мощности нагревательного элемента в зависимости от наружной температуры воздуха приводит благодаря снижению нагрузки на электричество в помещении или здании.

3. Установка данных клапанов при проектировании систем вентиляции и отопления вновь строящихся зданий ведет к снижениюкапитальных затрат при строительстве, так как снижается расход тепла в системе отопления, а соответственно и уменьшаются размеры отопительных приборов в помещениях здания и уменьшаются типоразмеры оборудования ИТП. Уменьшение размеров отопительных приборов или сокращения их количества при использовании данного приточного клапана также затрагивает эстетическую сторону внутри помещений здания и сохраняет полезную площадь жилых помещений.

4. Небольшие габариты и формы клапана, установленного в стену, подоконник и/или у окна будут минимально влиять на визуальную составляющую фасадов здания.

5. Применение модулей вентиляторов в данном клапане с заданным расходом и необходимым расчетным сопротивлением приводит к возможности эксплуатации данного клапана при любых вариантах заложенных в здании систем вентиляции (естественной, механической или комбинированной вентиляции) в теплое, переходное или холодное время года.

Краткое описание чертежей:

Фиг. 1

1 - Модуль внутренний(насадка) с закрывающейся крышкой

2 - выезжающая ячейка, каркас

3 - модель вентилятора

4 - наружный корпус с оребрением

5 - модуль фильтров грубой очистки

6 - модуль фильтров грубой очистки

7 - модуль наружный с защитой от дождя

8 - модуль фильтров тонкой очистки

9 - модуль шумоглушителя

Фиг. 2

1 - щетки для очистки

2 - выезжающая ячейка каркаса

3 - крышка для ячейки каркаса

4 - каркас трехсекционного клапана, крышка ячейки каркаса.

Фиг. 3

Модуль обогрева керамический (самогреющийся обогреватель РТС) 300 Вт

Фиг.4 - Модуль вентиляторов

Фиг. 5 - Модуль фильтра грубой очистки

Фиг. 6 - модуль фильтров тонкой очистки

Фиг. 7 - модуль шумоглушителя

Фиг. 8 - каркас трехсекционного клапана

Фиг. 9 - вид блока клапана сбоку с осевыми вентиляторами

Фиг. 10 - вид блока клапана сбоку с теплообменником

Фиг. 11 - вид блока клапана сбоку с фильтром тонкой очистки

Фиг. 12 - вид блока клапана сбоку с фильтром грубой очистки

Фиг. 13 - вид блока клапана сбоку с шумоглушителями

Фиг. 15 - приточный клапан с подогревом воздуха

Изобретение относится к области систем вентиляции, в частности к приточным клапанам. Технической задачей, которую решает заявленное техническое решение, является повышение эффективности вентиляции за счет оптимальной модульной сборной конструкции, а именно достигается высокая эффективность очистки воздуха, уменьшение расхода тепла, улучшается регулирование мощности охлаждения или отопления помещения при небольших габаритах. Отличительной особенностью изобретения является наличие выезжающих ящиков в каждой ячейке корпуса для установки блоков (модулей) с вентиляторами, фильтрами и нагревательным элементом, а также двух выпуклых ребер жесткости справа и слева, и/или вверху и внизу. Каждая ячейка корпуса имеет вогнутые ребра жесткости и пластиковые очистительные щетинки по краям корпуса, что обеспечивает его прочность и надежность. Блоки установлены в специальные выдвижные ящики и могут легко разбираться и собираться без использования винтов для облегчения процесса очистки. Для этой цели прилагается специальное очистительное устройство. Изобретение может быть установлено в стену, подоконник и/или у окна помещения, что позволяет использовать его в различных помещениях. 19 ил.

Приточный клапан, состоящий из корпуса, ячеек с вентиляторами, нагревательным элементом, фильтрами очистки воздуха, шумоглушителем, который может быть встроен в стену, подоконник и/или у окна помещения, отличающийся тем, что корпус имеет выдвигающийся ящик для установки блоков (модулей) с вентиляторами, фильтрами очистки воздуха и с нагревательным элементом, шумоглушителем, причем каждая ячейка имеет пластиковую очистительную щетину по краям корпуса и вогнутые ребра жесткости, и соответственно выдвигающийся ящик имеет выпуклые ребра жесткости справа и слева, и/или вверху и внизу, также блоки имеют возможность разбираться и собираться без винтов с целью очистки, причем для этой цели прилагается специальное очистительное устройство.