Приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывоопасной средой
Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха помещений с агрессивной и взрывоопасной средой. Приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывоопасной средой содержит приточный воздуховод с установленным на нем калорифером и вентилятор, при этом сообщенный с наружным воздухом воздуховод подключен к всасывающему патрубку вентилятора, входящего в комплект пенно-испарительного охладителя, а источник агрессивного взрывопожароопасного газа, например генератор кислорода, подключен трубопроводом к напорному патрубку этого вентилятора, при этом оголовок охладителя подключен к приточному воздуховоду, сообщенному с обслуживаемыми помещениями. Техническим результатом является высокий уровень взрывопожаробезопасности. 1 ил.
Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха помещений с агрессивной и взрывоопасной средой.
Известна система вентиляции, приведенная в «Справочнике проектировщика» (автор Староверов И.Г.), ч.II, Вентиляция и кондиционирование воздуха, М., издательство литературы по строительству, 1969 г., с.342). Эта система содержит сообщенный с помещением приточный воздуховод и вытяжную шахту, центробежный вентилятор с заборником наружного воздуха и напорным патрубком, подключенным к шахте с образованием эжектора.
Приведенная в упомянутом справочнике система не обеспечивает в достаточной мере взрывопожаробезопасность помещения с агрессивной средой.
Известна приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывоопасной средой (а.с. СССР №1513328, 1989 г.) - ближайший аналог, содержащая сообщенные с помещением приточный воздуховод и вытяжную шахту, центробежный вентилятор с заборником наружного воздуха и напорный патрубок, подключенный к шахте с образованием эжектора, приточный воздуховод присоединен к напорному патрубку вентилятора перед эжектором по ходу воздуха и снабжен обратным клапаном, на приточном воздуховоде установлен калорифер.
Такая система не обеспечивает достаточно высокий уровень взрывопо-жаробезопасности помещения.
Целью предлагаемого изобретения является создание приточно-вытяжной системы вентиляции (в дальнейшем - системы) помещения с агрессивной и взрывопожароопасной средой, имеющей достаточно высокий уровень взрывопожаробезопасности, в котором расположен источник взрывопожароопасности.
Поставленная цель достигается за счет того, что в приточно-вытяжной системе вентиляции помещения с агрессивной и взрывоопасной средой, содержащей приточный воздуховод с установленным на нем калорифером и вентилятор, сообщенный с наружным воздухом, воздуховод подключен к всасывающему патрубку вентилятора, входящего в комплект пенно-испарительного охладителя, а источник агрессивного взрывопожароопасного газа, например генератор кислорода (в дальнейшем ГК), подключен трубопроводом к напорному патрубку этого вентилятора, а оголовок охладителя подключен к приточному воздуховоду, сообщенному с обслуживаемыми помещениями.
Такая система вентиляции позволяет резко понизить взрывопожароопасность кислорода, вырабатываемого ГК, так как кислород, вырабатываемый в ГК, выделяется в результате химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла (температура кислорода достигает 150°С), а в такой системе вентиляции кислород от ГК, минуя помещение, в котором расположен генератор, поступает в пенно-испарительный охладитель в смеси с воздухом, нагнетаемым вентилятором через напорный патрубок в воду, находящуюся в поддоне охладителя, где образуется пенный слой, в котором кислород вместе с воздухом значительно охлаждается и далее поступает в обслуживаемые помещения, пополняя недостаток кислорода (в том числе и в помещение, где размещен ГК). При этом за счет значительного снижения температуры кислорода снижается и взрывопожароопасность помещения, а концентрация кислорода в помещениях не превышает допустимых пределов.
Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся в обеспечении высокой взрывопожаробезопасности помещения, в котором расположен генератор кислорода.
Анализ аналогов показал, что заявляемая система является новой. Новизна решения заключается в том, что кислород, поступающий от ГК, минуя помещение, где расположен ГК, подается в пенно-испарительный охладитель через напорный патрубок вентилятора, входящего в комплект охладителя, и вместе с наружным воздухом, поступающим в вентилятор через всасывающий патрубок, вспенивает находящуюся в охладителе воду, охлаждается, смешивается с увлажненным воздухом и поступает в обслуживаемые помещения.
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На чертеже представлена предлагаемая система. В помещении 1 размещен генератор кислорода (ГК) 2, представляющий собой шкаф, в котором находятся патроны с химическим составом, срабатывающие при подаче на них импульса электрического тока (патроны и электрическая схема подачи импульса тока в предмет изобретения не входят и на чертеже не представлены). ГК соединен с пенно-испарительный охладителем 3 трубопроводом 4 (для подачи кислорода) через напорный патрубок 5 вентилятора 6, входящего в комплект охладителя 3. (В качестве пенно-испарительного охладителя в данном случае используются аппараты по а.с. СССР №254745 и 247330, авторы Рымкевич А.А. и Барский М.А.) Поддон 7 охладителя 3 заполнен водой 8, уровень которой расположен немного ниже выходного отверстия напорного патрубка 5, введенного в охладитель. Уровень воды 8 в поддоне 7 поддерживается регулятором уровня 9. Сообщенный с наружным воздухом воздуховод 10 присоединен к всасывающему патрубку 11 вентилятора 6. Охладитель 3 снабжен сепаратором (каплеулавливателем) 12 и оголовком 13, к которому присоединен сообщенный с обслуживаемыми помещениями (в том числе и с помещением, где расположен ГК) приточный воздуховод 14, оснащенный калорифером 15. Шиберы 16 и 17 предназначены для регулирования количества воздуха, подаваемого в охладитель 3, шибер 18 служит для регулирования расхода воздуха, поступающего в обслуживаемые помещения. Вентили 19, 20 и 21 предназначены для регулирования подачи и слива воды из охладителя 3 (шиберы 19 и 21), а вентиль 20 - для включения подачи кислорода в трубопровод 4. Вентили 22 и 23 предназначены для подачи и выхода теплоносителя для калорифера 15. Шиберы 16, 17, 18 и вентили 19, 20, 21, 22, 23 в предмет изобретения не входят. Термометр 24 необходим для контроля температуры кислорода и также не входит в предмет изобретения.
Система работает следующим образом. При поступлении сигнала о снижении содержания кислорода ниже установленной нормы в обслуживаемых помещениях на генератор кислорода 2 поступает электрический импульс, который запускает химическую реакцию в одном патроне ГК. (В дальнейшем могут быть поданы электрические импульсы и на остальные патроны ГК в зависимости от потребного количества кислорода для обеспечения его нормального содержания в воздухе помещений.) Химическая реакция сопровождается выделением кислорода и большого количества тепла - кислород нагревается до 150°С. При поступлении сигнала и снижении содержания кислорода в обслуживаемых помещениях запускается вентилятор 6, открываются шиберы 16, 17, 18; открывается вентиль 19, при этом поддон 7 заполняется водой до уровня немного ниже выходного отверстия напорного патрубка 5 (с помощью регулятора 9). Открывается вентиль 20 и по трубопроводу 4 кислород поступает в напорный патрубок 5 вентилятора 6, где он смешивается с наружным воздухом, поступающим в вентилятор 6 из воздуховода 10. Из напорного патрубка 5 воздух смешивается с кислородом и вспенивает воду в поддоне 7 охладителя 3, образуя пенный (так называемый «кипящий») слой, в котором все физико-химические процессы, в том числе и процесс теплообмена, происходят более интенсивно, что известно из литературы (например, из книги Н.И.Сыромятникова и др. «Тепло- и массообмен в кипящем слое», Химия, М., 1967 г.).
Таким образом, поступающий в охладитель 3 вместе с воздухом кислород значительно охлаждается и вместе с увлажненным и охлажденным воздухом проходит через сепаратор, в котором задерживаются капли влаги, которые коагулируя, выпадают в поддон 7, и далее воздух, пополненный кислородом, попадает в оголовок 13 охладителя 3 и, пройдя через калорифер 15, установленный в приточном воздуховоде 14, поступает в обслуживаемые помещения. Проходя через калорифер 15, на который подается теплоноситель, воздух подогревается, уменьшая при этом свою относительную влажность (осуществляется процесс прямого подогрева), и в помещения поступает воздух, пополняющий недостаток содержания кислорода до установленной нормы. Так как кислород поступает от ГК в охладитель, минуя помещение, где расположен генератор кислорода, а в охладителе кислород смешивается с наружным воздухом и охлаждается, то его концентрация и температура не представляют взрывопожароопасности для этого помещения (а также и для обслуживаемых помещений). При достижении в обслуживаемых помещениях заданного значения содержания кислорода поступает сигнал на прекращение работы ГК (необходимости в срабатывании других патронов нет). В этом случае система переходит после окончания химической реакции в сработавшем патроне (об этом можно судить по остыванию разогретого трубопровода 4, по показаниям термометра 24) на режим обычной работы вентиляции (из поддона 7 сливается вода, прекращается подача теплоносителя к калориферу 15, закрывается вентиль 20 на трубопроводе 4).
Предлагаемая система является промышленно-применимой, так как включает в себя применяемые пенно-испарительные охладители (по а.с. СССР №254745 и 247330).
Предлагаемая система по принципу действия, обусловленному новой совокупностью существенных признаков, позволяет значительно повысить взрывопожаробезопасность помещения, в котором установлен генератор кислорода.
Приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывоопасной средой, содержащая приточный воздуховод с установленным на нем калорифером, и вентилятор, отличающаяся тем, что сообщенный с наружным воздухом воздуховод подключен к всасывающему патрубку вентилятора, входящего в комплект пенно-испарительного охладителя, а источник агрессивного взрывопожароопасного газа, например генератор кислорода, подключен трубопроводом к напорному патрубку этого вентилятора, при этом оголовок охладителя подключен к приточному воздуховоду, сообщенному с обслуживаемыми помещениями.
