ЗАВЕСА ВОЗДУШНАЯ ШИБЕРУЮЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТИПА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРОЁМА

Полезная модель относится к области вентиляции и может быть использована для защиты, в частности, проемов ворот производственных и складских помещений с постоянным температурным режимом от прорыва наружного воздуха в любое время года.
Для защиты температуры производственных и складских помещений от прорыва наружного воздуха при открывании ворот применяют управляемые воздушные потоки, называемые воздушными завесами, которые ограничивают или предотвращают прохождение наружного воздуха через проем.
Известна система для создания воздушной завесы перед проемом в стене здания по патенту RU 2349843 (МПК F24F 9/00; заявка 2007132878/06, 31.08.2007; дата начала отсчета срока действия патента 31.08.2007; конвенционный приоритет 01.09.2006 FI 20065541; опубликована 20.03.2009), основанная на ограничении передачи тепла сквозь проем за счет повышения температуры воздушной массы в непосредственной близости к дверному проему с наружной стороны. Система состоит из размещенного на нижнем краю проема приточного канала с воздуходувным соплом для подачи воздуха и из размещенного на верхнем краю проема вытяжного канала со всасывающим отверстием для всасывания воздуха внутрь. Приточный и вытяжной каналы соединены между собой соединительным каналом, в котором размещен вентилятор, обеспечивающий нагнетание в приточном канале и всасывание в вытяжном канале и образование воздушной струи между воздуходувным соплом и всасывающим отверстием. Размещенный на верхнем краю наружной стороны проема дефлектор разворачивает индуцированный воздушный поток в противоположную сторону, вследствие чего одновременно с воздушной струей образуется круговой воздушный поток, в котором температура воздушной массы выше наружной температуры.
Недостатком данной системы для создания воздушной завесы является ее низкая эффективность при использовании в летнее время, обусловленная тем, что ее конструкция подходит преимущественно для использования в холодное время года, при этом для повышения эффективности воздушной завесы не исключается размещение в соединительном канале устройства для нагрева воздуха, что ведет к повышению расхода тепловой энергии.
Известна рециркуляционная воздушно-тепловая завеса по патенту SU 1030623 (МПК F24F 9/00; заявка, 3420017, 08.04.1982; опубликована 23.07.1983), основанная на отсекании наружного воздуха, прорывающегося через проем, и выбранная заявителем в качестве прототипа. Известная завеса содержит вентиляторную установку, приточный воздуховод с воздухораздаточными насадками, направленными под углом один к другому, и расположенный с противоположной приточному воздуховоду стороны проема воздухозаборный короб с двумя воздухозаборными щелями. В коробе, расположенном в верхней части проема, установлен эластичный экран, разделяющий внутреннее пространство короба на две полости, выходящий за пределы его и перекрывающий часть высоты проема. С помощью воздухораздаточных насадков и воздухозаборных щелей воздушная завеса делится на два неравных и неразрывных потока: меньший наружный и больший внутренний с более высокой температурой.
Недостатком данной рециркуляционной воздушно-тепловой завесы является ее низкая эффективность, обусловленная следующими причинами:
1. воздухораздаточные насадки приточного воздуховода имеют разные углы подачи воздуха, что ведет к образованию расходящихся в разные стороны индуцированных потоков, создающих между собой зону разрежения, которая оказывает сопротивление формированию воздушной завесы, тем самым ослабляя ее и делая ее менее устойчивой;
2. наличие устройства для подогрева воздуха уменьшает плотность завесы, т.к. нагретый воздух легче холодного, что снижает ее устойчивость и, как следствие, надежность защиты проема, увеличивая при этом расход тепловой энергии;
3. конструкция завесы не позволяет эффективно регулировать угол подачи воздуха из приточного воздуховода при изменении погодных факторов, таких как температура наружного воздуха и ветер;
4. конструкция завесы предусматривает ее использование в холодное время года, в теплое время года применение; ее малоэффективно, а для помещений с постоянным температурным режимом - практически невозможно, т.к. она может нагнетать более теплый наружный воздух в помещение.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение устойчивости воздушной завесы, не зависящей от температуры наружного воздуха, и снижение расхода тепловой энергии.
Технический результат предлагаемого технического решения - повышение эффективности воздушной завесы.
Предлагаемая завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема состоит из всасывающего короба, расположенного над верхней частью проема на одной из сторон стены здания, напорной системы в нижней части проема, вентиляторной установки и вертикальных воздуховодов. Согласно предлагаемой полезной модели, над верхней частью проема с противоположной стороны стены установлен дополнительный всасывающий короб, а напорная система выполнена в виде двух расположенных соосно коробов, с уменьшающимся к центру проема поперечным сечением. В качестве рабочего тела используют холодный воздух.
Кроме этого, напорная система установлена в проеме, например, ворот, ниже уровня пола, имеет защитную решетку, а в напорных коробах установлены поворотные сегментарные сопла. Во всасывающих коробах отверстия для всасывания воздуха выполнены в виде вертикальных щелей. Вентиляторная установка выполнена в виде двух центробежных вентиляторов, установленных с боковых сторон верхней части проема и соединенных с вертикальными воздуховодами.
Предлагаемая завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема обеспечивает выполнение поставленной технической задачи за счет следующих факторов:
1. Наличие в устройстве воздушной завесы дополнительного всасывающего короба позволяет использовать тот из двух всасывающих коробов, который расположен в зоне наиболее низкой температуры, в результате чего для работы завесы используется более холодный, а, значит, и более тяжелый и плотный воздух. Создаваемый при этом воздушный поток обладает большей кинетической энергией, чем стремящийся через открытый проем воздух, и воздушная завеса приобретает большую устойчивость в любое время года.
2. Выполнение напорной системы в виде двух расположенных соосно коробов, в каждый из которых воздух подается из отдельного вертикального воздуховода, соединенного в верхней части проема с центробежным вентилятором, повышает объем и скорость истекающего из коробов воздуха, в результате чего увеличивается плотность и суммарная кинетическая энергия воздушной завесы и она становится более устойчивой.
3. Выполнение напорных коробов сужающимися к центру проема создает равномерный напор воздуха по всей длине короба и формирует истекающий воздушный поток с одинаковой плотностью по всей ширине проема, повышая при этом устойчивость воздушной завесы.
4. Наличие в напорных коробах поворотных сегментарных сопел позволяет регулировать направление, объем (значит, и скорость) истекающего из каждого сопла воздуха в зависимости, от колебаний температуры наружного воздуха, силы и направлений ветра, что делает воздушную завесу устойчивой при колебании погодных факторов.
5. Отсутствие в устройстве воздушной завесы теплоносителя позволяет исключить его негативное влияние на формирование воздушного потока, выражающееся в снижении устойчивости воздушной завесы, т.к. нагретый воздух имеет меньшую массу и обладает меньшей суммарной кинетической энергией.
Кроме этого, отсутствие в устройстве воздушной завесы теплоносителя экономит тепловую энергию, а также позволяет использовать вентиляторы меньшей мощности, чем в известных воздушных завесах, что ведет к экономии электроэнергии.
Предлагаемая полезная модель поясняется рисунком (вид изнутри помещения).
Завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема содержит два всасывающих короба 1 (наружный и внутренний), расположенных горизонтально над проемом, например ворот, по обе стороны стены здания (наружный всасывающий короб на рисунке не показан), напорную систему, выполненную из двух коробов 2 и расположенную в нижней части проема ворот, вентиляторную установку в верхней части проема, состоящую из двух центробежных вентиляторов 3, два вертикальных воздуховода 4, установленных с боковых сторон проема. Короба 2 напорной системы расположены в бетонной ложе 6 ниже уровня пола, оснащены поворотными сегментарными соплами 5 и защищены решеткой 7.
В работе воздушной завесы используется один из двух всасывающих коробов. Выбор всасывающего короба определяется температурой наружного воздуха по отношению к температуре защищаемого помещения. Исходя из этого, можно условно выделить два режима работы воздушной завесы:
1. Режим «Зима» - для защиты помещения от проникновения холодного уличного воздуха в период, когда температура наружного воздуха ниже температуры защищаемого помещения.
2. Режим «Лето» - для защиты помещения от проникновения теплого уличного воздуха в период, когда температура наружного воздуха выше температуры защищаемого помещения.
Завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема, например ворот, работает следующим образом.
Режим «Зима».
Используется всасывающий короб 1, установленный с наружной стороны стены здания.
Воздушная завеса включается при открытии ворот. Центробежные вентиляторы 3 через наружный всасывающий; короб 1 захватывают уличный холодный плотный воздух и нагнетают его через вертикальные воздуховоды 4 в раздельные напорные короба 2. Поворотные сегментарные сопла 5 напорных коробов 2 формируют воздушный поток - шибер-стенку, выпуская воздушные струи с заданными характеристиками - углом атаки и определенным объемом воздуха в каждом сопле. Характеристики воздушной шибер-стенки задаются опытным путем в процессе пуско-наладки таким образом, чтобы воздушный поток попадал в вертикальные щели всасывающего короба 1. Нужный угол атаки настраивается передвижением поворотных сопел 5, а необходимый, объем воздуха - регулировкой сегментов (на рисунке не показано) сопла 5 вручную. Созданная воздушная шибер-стенка устремляется вверх к всасывающему коробу 1, который, создавая зону разряжения перед собой и являясь своеобразной «ловушкой», удерживает шибер-стенку.
При такой организации потоков воздуха наружный воздух не проникает в помещение, а теплый воздух не выходит наружу. При необходимости, например, при значительных колебаниях температуры наружного воздуха, силы и направления ветра, способных повлиять на устойчивость воздушной завесы, производится корректировка, в том числе только локальная, угла атаки и объема выпускаемого воздуха с целью недопущения прорыва наружного воздуха в помещение с заданной температурой.
Режим «Лето».
Используется всасывающий короб 1, установленный с внутренней стороны стены здания. Направление воздушной шибер-стенки изменяется путем передвижения поворотных сопел 5 в противоположную сторону (внутрь помещения) с сохранением заданного в процессе пуска-наладки угла атаки.
Воздушная завеса включается при открытии ворот и порядок ее работы отличается от работы в режиме «Зима» лишь тем, что центробежные вентиляторы 3 через внутренний всасывающий короб 1 нагнетают в раздельные напорные короба 2 охлажденный плотный воздух помещения.
При такой организации воздушных потоков наружный теплый воздух не проникает в помещение, а охлажденный, внутренний воздух не выходит наружу.
Таким образом, предлагаемая воздушная завеса, благодаря наличию дополнительного всасывающего короба, особенностям конструкции напорной системы и использованию в качестве рабочего тела холодного воздуха, обладает высокой устойчивостью в любое время года и позволяет обеспечить сохранение заданного температурного режима, в частности, производственных и складских помещений, что делает ее работу эффективной по сравнению с прототипом. Кроме этого, благодаря отсутствию в устройстве воздушной, завесы теплоносителя исключается его негативное влияние на формирование воздушного потока, что также повышает устойчивость воздушной завесы и позволяет экономить тепловую энергию, тем самым повышая эффективность воздушной завесы по сравнению с прототипом.
Предлагаемая полезная модель «Завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема» соответствует критерию патентоспособности «новизна», т.к. из уровня техники не выявлены технические решения, обладающие совокупностью существенных признаков предлагаемой полезной модели.
Предлагаемая полезная модель соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость», т.к. завеса воздушная шиберующая циркуляционного типа для защиты проема прошла опытную проверку с положительным результатом.