Результат интеллектуальной деятельности: ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к системам кондиционирования и вентиляции воздуха и может быть использовано в помещениях различного назначения.

Известен воздухораспределитель (патент РФ №2250419, 2005 г.), содержащий диффузорный корпус с выпускными отверстиями на его выходе, прикрепленный к воздуховоду с помощью цилиндрического входного патрубка, выполненные на поверхности последнего эжектирующие окна, эластичную манжету, имеющую возможность перемещения вдоль эжектирующих окон, установленную во входном патрубке конфузорную вставку, дно корпуса имеет сферическую форму, обращенную выпуклостью внутрь корпуса, и снабжено круглым отверстием, концентрично дну размещена перегородка, по форме аналогичная дну, имеющая отверстия с каналами для прохода воздуха, в которых установлены закручиватели воздуха.

Недостатками такого воздухораспределителя являются:

- отсутствие элементов конструкции, позволяющих использовать автоматическое управление эжектированием количества воздуха из помещения в воздухораспределитель;

- недостаточное эжектирование количества воздуха из помещения в воздухораспределитель для уменьшения перепада температур между воздухом помещения и приточным воздухом при больших перепадах температур между этими воздухами.

Известен центробежный воздухораспределитель конструкции В.М.Эльтермана, приведенный в книге этого автора «Вентиляция химических производств», Москва, «Химия», 1980, стр.32-36 - ближайший аналог. Воздухораспределитель содержит цилиндрический кожух с выполненной в его поверхности воздухоприемной щелью и диффузором, закрепленном на краях выходного отверстия в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, внутрь кожуха соосно вставлен подвижный цилиндрический патрубок для регулирования расхода воздуха через воздухораспределитель.

Недостатками данного воздухораспределителя являются:

- невозможность регулирования перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения (особенно при больших перепадах температур) и осуществления этого процесса в режиме автоматического управления из-за отсутствия элементов конструкции, позволяющих подмешивать к приточному воздуху воздух из помещения.

Целью заявляемого изобретения является создание воздухораспределителя, позволяющего подмешивать к приточному воздуху, проходящему через воздухораспределитель, воздух из помещения (рециркуляционный воздух) в количестве, необходимом для снижения перепада температур между воздухом помещения и приточным воздухом даже при значительном перепаде этих температур, и осуществлять этот процесс в автоматическом режиме до достижения заданного значения перепада температур, что, в конечном счете, позволит отказаться от второй рециркуляции системы кондиционирования и снизить количество воздуха, поступающего в помещение от этой системы. При этом необходимо не ухудшить затухание скоростей воздушных струй, выходящих из воздухораспределителя.

Поставленная цель достигается за счет того, что в воздухораспределителе, содержащем цилиндрический кожух с выполненной в его поверхности воздухоприемной щелью и диффузором, закрепленном на краях выходного отверстия в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, к этой щели присоединен тангенциально относительно поверхности кожуха воздуховод для соединения с системой кондиционирования, а на противоположной стороне кожуха выполнена другая воздухоприемная щель, расположенная также вблизи заглушенного торца кожуха, к этой щели также тангенциально относительно поверхности кожуха присоединен воздуховод, оснащенный осевым вентилятором, сообщенным с помещением, причем оба воздуховода присоединены к кожуху так, чтобы обеспечивалось движение выходящих из них потоков воздуха в одном направлении, при этом электродвигатель вентилятора подключен к системе автоматического управления числом оборотов, состоящей из частотного регулятора, сравнивающего устройства, и двух датчиков температуры воздуха, один из которых установлен на выходе воздуха из воздухораспределителя, а другой - в помещении.

Такая конструкция воздухораспределителя позволяет осуществлять подмешивание к приточному воздуху воздух из помещения (рециркуляционный воздух) в количестве, необходимом для снижения перепада температур между приточным воздухом и воздухом помещения даже при значительных перепадах этих температур. Этот процесс осуществляется в автоматическом режиме с помощью системы автоматического управления, подающей команды на изменение числа оборотов электродвигателя осевого вентилятора, что приводит к изменению расхода воздуха, поступающего из помещения в воздухораспределитель и смешивающегося с воздухом, поступающим от системы кондиционирования, и за счет этого изменяется температура выходящего из воздухораспределителя воздуха. При этом конструкция воздухораспределителя обеспечивает интенсивное перемешивание воздуха, поступающего из помещения с приточным воздухом, за счет закручивания обоих потоков воздуха в одном направлении, а после выхода через диффузор в помещение закрученные струи быстро гасят скорость движения.

Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся в автоматическом регулировании разности температур между приточным воздухом и воздухом помещения (рециркуляционным воздухом) до достижения заданного значения этого перепада путем изменения количества воздуха из помещения, подмешиваемого к приточному воздуху, при этом обеспечивается перемешивание обоих потоков воздуха и быстрое гашение скоростей выходящих из воздухораспределителя закрученных воздушных струй.

Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна технического решения заключается в том, что к воздухоприемной щели присоединен воздуховод (тангенциально относительно поверхности кожуха) для соединения с системой кондиционирования, а на противоположной стороне кожуха выполнена другая воздухоприемная щель, расположенная также вблизи заглушенного торца кожуха. К этой щели также тангенциально относительно поверхности кожуха присоединен воздуховод, оснащенный осевым вентилятором, сообщенным с помещением. Оба воздуховода присоединены к воздухоприемным щелям так, чтобы выходящие из них воздушные потоки имели одно направление движения в кожухе (закручивались в одну сторону внутри кожуха). Закручивание воздушных потоков от системы кондиционирования и из помещения в одном направлении не нарушает выход воздуха из воздухоприемных щелей при разных напорах (скоростных давлений) потоков. Электродвигатель вентилятора присоединен к системе автоматического управления числом оборотов. Эта система включает в себя частотный регулятор, сравнивающее устройство и два датчика температуры воздуха, один из которых установлен на выходе воздуха из воздухораспределителя, а другой - в помещении. При этом конструкция воздухораспределителя обеспечивает интенсивное перемешивание воздушных струй, поступающих в кожух из системы кондиционирования и из помещения, осуществляя, таким образом, снижение перепада температур между приточным воздухом (от системы кондиционирования) и воздухом помещения, а наличие на выходе воздухораспределителя диффузора приводит к значительному снижению дальнобойности воздушных струй (быстрому затуханию их скоростей). Система автоматического управления числом оборотов электродвигателя осевого вентилятора позволяет осуществлять изменение производительности вентилятора, т.е. регулировать в автоматическом режиме количество воздуха из помещения (рециркуляционного воздуха), подмешиваемого к приточному воздуху, т.е. регулировать перепад температур между воздухом помещения и воздухом, поступающим от системы кондиционирования до достижения заданного значения этого перепада.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 изображен предлагаемый воздухораспределитель, содержащий цилиндрический кожух 1, воздухоприемную щель 2, выполненную в поверхности кожуха 1, диффузор 3, закрепленный на краях выходного отверстия 4 в нижнем торце кожуха 1. Верхний торец кожуха 1 заглушен 5. К воздухоприемной щели 2 присоединен тангенциально относительно поверхности кожуха 1 воздуховод 6 для соединения с системой кондиционирования. На противоположной стороне кожуха 1 (относительно воздухоприемной щели 2) выполнена другая воздухоприемная щель 7 на том же уровне, что и щель 2. К воздухоприемной щели 7 также тангенциально относительно поверхности кожуха 1 присоединен воздуховод 8, оснащенный осевым вентилятором 9 с электродвигателем 10. Вентилятор сообщен с помещением. Воздуховоды 6 и 8 присоединены к воздухоприемным щелям 2 и 7 (соответственно) так, чтобы выходящие из них воздушные потоки двигались внутри кожуха 1 в одном направлении. Электродвигатель 10 вентилятора 9 присоединен (электрически) к автоматической системе управления числом оборотов, состоящей из частотного регулятора 11, сравнивающего устройства 12 и двух датчиков температуры воздуха 13 (установлен на выходе воздуха из воздухораспределителя) и 14 (установлен в помещении).

Воздухораспределитель работает следующим образом. Настраивается на заданный предел разности температур (относительно нормированной температуры воздуха в помещении) сравнивающее устройство 12. Включается частотный регулятор 11. От магистрального воздуховода системы кондиционирования (на фиг.1 не приведена) подают воздух в воздуховод 6 в необходимом количестве (расходе). Расход воздуха, поступающего через воздуховод 6 от системы кондиционирования в кожух 1, регулируется шибером, установленным на отводе от магистрального воздуховода системы кондиционирования. Шибер и отвод на фиг.1 не приведены. Поступающий от воздуховода 6 через воздухоприемную щель 2 внутрь кожуха 1 воздух закручивается благодаря тангенциальному присоединению воздуховода 6 к кожуху 1. Включается вентилятор 9, нагнетающий через воздуховод 8 и воздухоприемную щель 7 воздух из помещения внутрь кожуха 1, где этот воздух также закручивается в том же направлении, что и воздух, поступающий через воздуховод 6. Закрученные в одном направлении воздушные струи перемешиваются, изменяя при этом температуру воздуха относительно поступающего из системы кондиционирования. Выходящие из воздухораспределителя закрученные струи воздуха значительно снижают свою дальнобойность, а диффузор 3 еще более сокращает эту дальнобойность. В соответствии с экспериментальными исследованиями В.М.Эльтермана (приведены на стр.34 упомянутой выше книги при описании ближайшего аналога) влияние на дальнобойность закрученных струй воздуха определяется размерами воздухоприемной щели (длиной и шириной), длиной (высотой) кожуха и углом раствора диффузора. Если разность температур между поступающим из воздухораспределителя воздухом и воздухом помещения отклоняется от заданной величины в ту или иную сторону, то сравнивающее устройство 12, на которое поступают сигналы от датчиков температуры 13 и 14, дает команду частотному регулятору 11, который изменяет частоту напряжения, подаваемого на электродвигатель 10 вентилятора 9, что приводит к изменению числа оборотов электродвигателя 10 и соответственно - к изменению производительности вентилятора и к изменению количества воздуха, поступающего в кожух 1 из помещения, а следовательно, к изменению температуры воздуха, выходящего из воздухораспределителя.

Предлагаемый воздухораспределитель является промышленно применимым, так как не содержит в себе элементов, которые не могут быть изготовлены и не выпускаются промышленностью, а сборка и монтаж воздухораспределителя на объектах не представляют технических сложностей.

Предлагаемый воздухораспределитель по принципу действия, обусловленному новой совокупностью существенных признаков, позволяет не только уменьшать дальнобойность выходящих струй воздуха, но и снижать перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения в автоматическом режиме даже при значительных величинах этого перепада, что в итоге может обеспечить отказ от второй рециркуляции системы кондиционирования, снизить количество воздуха, поступающего от этой системы и уменьшить, таким образом, затраты на обработку воздуха.