Воздухораспределитель

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздухораспределитель содержит кожух с диффузором на выходе и соосно размещенный с кожухом цилиндрический патрубок, к которому тангенциально присоединен воздуховод, через который поступает воздух от системы кондиционирования, образуя закрученные струи. В кожух через другой воздуховод, присоединенный к кожуху также тангенциально и оснащенный осевым вентилятором, подается воздух из помещения, также закручивающийся в том же направлении, количество которого может изменяться в зависимости от разности температур между воздухом помещения и приточным воздухом, фиксируемой двумя датчиками температуры, один из которых установлен на выходе из воздухораспределителя, а другой - в помещении. Сигналы от датчиков поступают в сравнивающее устройство, которое подает команды частотному регулятору на изменение частоты напряжения, питающего электродвигатель осевого вентилятора, изменяя тем самым число оборотов последнего, а следовательно, его производительность. Технический результат заключается в автоматическом регулировании разности температур между приточным воздухом и 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. 1 ил.

 

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, закрепленным 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 осуществлять этот процесс 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, закрепленным на краях выходного отверстия в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, в центре заглушенного торца вырезано отверстие, в котором закреплен соосно с кожухом цилиндрический патрубок, нижний торец которого расположен примерно на уровне 1/2 высоты цилиндрического кожуха, а верхний торец заглушен и расположен выше заглушенного торца кожуха, в верхней части поверхности патрубка вырезано щелевое отверстие, к которому тангенциально относительно поверхности патрубка присоединен воздуховод для соединения с системой кондиционирования воздуха; к воздухоприемной щели кожуха тангенциально по отношению к поверхности кожуха присоединен воздуховод, снабженный осевым вентилятором, сообщенным с помещением, причем воздуховоды присоединены так, чтобы выходящие из них потоки воздуха, поступающие в кожух и в цилиндрический патрубок, двигались в одном направлении, а 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 в заглушенном торце кожуха соосно с ним закреплен цилиндрический патрубок с щелевым отверстием в верхней его части, через которое по тангенциально присоединенному к патрубку воздуховоду поступает воздух от системы кондиционирования, а через воздухоприемную щель кожуха по тангенциально прикрепленному к кожуху воздуховоду в том же направлении поступает в кожух воздух из помещения, нагнетаемый осевым вентилятором. Оба потока воздуха закручиваются в одном направлении, при этом они перемешиваются, в кожухе их скорости на выходе через диффузор в помещение гасятся, а система автоматического управления числом оборотов электродвигателя осевого вентилятора позволяет регулировать количество воздуха, поступающего в кожух из помещения, в зависимости от перепада температур воздуха между приточным воздухом (от системы кондиционирования) и воздухом помещения (рециркуляционным воздухом). Так как воздух из помещения нагнетается в воздухораспределителе осевым вентилятором в необходимом объеме, то он может значительно влиять на перепад температур даже при больших значениях 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 с воздухоприемной щелью 2 и диффузором 3, прикрепленным к нижнему торцу 4 выходного отверстия 5. В верхнем заглушенном торце 6 кожуха 1 вырезано соосное с кожухом 1 отверстие 7, в котором закреплен цилиндрический патрубок 8, нижний торец 9 которого расположен примерно на уровне 1/2 высоты кожуха 1, а верхний торец 10 цилиндрического патрубка 8 заглушен и расположен выше торца 6 кожуха 1. В верхней части патрубка 8 вырезано щелевое отверстие 11, к которому тангенциально относительно поверхности патрубка 8 присоединен воздуховод 12 для соединения с системой кондиционирования (на фиг.1 не приведена). К воздухоприемной щели 2 кожуха 1 тангенциально относительно поверхности кожуха присоединен воздуховод 13, оснащенный осевым вентилятором 14. Воздуховоды 12 и 13 присоединены к патрубку 8 и к кожуху 1 так, чтобы выходящие из них воздушные потоки двигались в одном направлении. Электродвигатель 15 вентилятора 14 подключен к системе автоматического управления, состоящей из частотного регулятора 16, сравнивающего устройства 17, и датчика температуры воздуха 18, установленного на выходе воздуха из диффузора 3, и датчика 19, измеряющего температуру воздуха в помещении.

Воздухораспределитель работает следующим образом. Сравнивающее устройство 17 настраивается на заданный предел разности температур между воздухом помещения и приточного воздуха (поступающего от системы кондиционирования) относительно необходимой (нормированной) температуры воздуха в помещении. Включается частотный регулятор 16. От магистрального воздуховода (на фиг.1 не приведен) подают на воздухораспределитель воздух из системы кондиционирования в необходимом количестве (расходе). Расход приточного воздуха, поступающего через воздуховод 12 в патрубок 8 от системы кондиционирования, регулируется шибером, установленным на отводе от магистрального воздуховода. Шибер и отвод на фиг.1 не показаны. Включают вентилятор 14. Поступающий в цилиндрический патрубок 8 воздух из воздуховода 12 через щелевое отверстие 11, благодаря тангенциальному присоединению воздуховода 12 к поверхности патрубка 8, закручивается, и через нижний торец 9 патрубка 8 закрученные струи приточного воздуха поступают внутрь кожуха 1, где смешиваются с другими закрученными в том же направлении струями воздуха, нагнетаемого вентилятором 14 в кожух 1 через воздуховод 13 и воздухоприемную щель 2, эти струи закручиваются благодаря тангенциальному присоединению воздуховода 13 к поверхности кожуха 1. Смешивание обоих закрученных потоков приводит к изменению температуры приточного воздуха, поступающего в помещение с выхода воздухораспределителя через диффузор 3. Закрученные струи воздуха значительно снижают свою дальнобойность, а диффузор 3 еще более сокращает дальнобойность закрученных струй. В соответствии с экспериментальными исследованиями В.М.Эльтермана (приведены на стр.34 упоминавшейся 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 17, на которое поступают сигналы от датчиков температуры 18 и 19, дает команду частотному регулятору 16, который изменяет частоту напряжения, подаваемого на электродвигатель 15 осевого вентилятора 14, что приводит к изменению числа оборотов электродвигателя, и, соответственно, к изменению производительности вентилятора и к изменению количества воздуха, поступающего в кожух 1 из помещения, а следовательно, и к изменению температуры воздуха, выходящего из воздухораспределителя.

Предлагаемый воздухораспределитель является промышленно применимым, так как не содержит в себе элементов, которые не выпускаются промышленностью, а его сборка и монтаж на объектах не представляет технических сложностей.

Предлагаемый воздухораспределитель по принципу действия, обусловленному новой совокупностью существенных признаков, позволяет снижать не только дальнобойность выходящих струй воздуха, но и перепад температур между приточным воздухом и воздухом помещения до заданного значения в автоматическом режиме даже при значительной величине 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.

Воздухораспределитель, содержащий цилиндрический кожух с выполненной в его поверхности воздухоприемной щелью и с диффузором, закрепленным на краях выходного отверстия в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, отличающийся тем, что в центре заглушенного торца кожуха вырезано отверстие, в котором закреплен соосно с кожухом цилиндрический патрубок, нижний торец которого расположен примерно на уровне 1/2 высоты цилиндрического кожуха, а верхний торец заглушен и расположен выше заглушенного торца кожуха, в верхней части поверхности патрубка вырезано щелевое отверстие, к которому тангенциально относительно поверхности патрубка присоединен воздуховод для соединения с системой кондиционирования воздуха; к воздухоприемной щели кожуха тангенциально по отношению к поверхности кожуха присоединен воздуховод, снабженный осевым вентилятором, сообщенным с помещением, причем воздуховоды присоединены так, чтобы выходящие из них потоки воздуха, поступающие в кожух и в цилиндрический патрубок, двигались в одном направлении, а электродвигатель осевого 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.