Приточно-рециркуляционная установка
SUPPLY-RECIRCULATION PLANT

Изобретение относится к вентиляции и может применяться для организации воздухообмена и обеспечения влаготеплового баланса в помещениях со значительными выделениями водяных паров, в частности животноводческих помещениях.
Известно устройство для вентиляции помещения с большими выделениями водяных паров (патент РФ 2207471, F24F 7/06), содержащее последовательно установленные вентилятор, размещенный под потолком по всей длине помещения теплообменник-осушитель в виде приточного воздуховода из полиэтиленовой пленки с поддоном для сбора и отвода конденсата и раздаточный воздуховод. При прохождении холодного приточного воздуха по приточному воздуховоду с наружной его стороны образуется конденсат, который собирается в поддонах, при этом выделяется большой поток теплоты фазового превращения, что в результате приводит к осушке влажного воздуха внутри помещения, снижению потребного воздухообмена и сохранению теплового баланса помещения.
Недостатками данного устройства являются сложность монтажа теплообменника-осушителя, невозможность его размещения в помещении с низкой высотой потолка, недолговечность воздуховода из полиэтиленовой пленки. Кроме того, в результате недостаточного прогрева приточного воздуха в воздуховодах происходит нежелательное обдувание выходящими из распределительного воздуховода струями холодного воздуха обслуживающего персонала, сельскохозяйственных животных, птицы и др.
Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является система вентиляции помещений (патент РФ 2076282, F24F 7/00), включающая приточный и вытяжной вентиляторы, приточный канал с заборным отверстием, приточный воздуховод с ламинарными эжекционными воздухораспределителями, вытяжной воздуховод, одноходовой утилизационный теплообменник, выполненный в виде закрепленного в трубных решетках пучка труб, и размещенный под теплообменником поддон.
Данная система позволяет в холодные периоды года производить в утилизационном теплообменнике перекрестного тока подогрев приточного воздуха за счет тепла рециркулируемого (направляемого в воздушную завесу) воздуха. При прохождении внутреннего влажного и теплого воздуха внутри труб теплообменника и обдувании их снаружи холодным приточным воздухом образуется конденсат с выделением скрытой теплоты конденсации, тем самым обеспечивается осушка воздуха с эффектом сохранения теплового баланса в помещении.
Недостатком прототипа является возможное образование инея и льда на внутренней поверхности труб теплообменника, что приводит к снижению эффективности теплообмена между приточным и рециркулируемым воздухом и даже к забиванию труб. Система вентиляции конструктивно сложна, так как приток и рециркуляция воздуха обеспечиваются с помощью двух вентиляционных установок, помещенных в соответствующие воздуховоды и каналы, а предотвращение обдувания холодными струями достигается благодаря смешиванию приточного воздуха с теплым внутренним воздухом с помощью эжекционных воздухораспределителей.
Задача заявляемого изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности работы установки.
Данная задача решается за счет того, что заявленная приточно-рециркуляционная установка, содержащая вентилятор, приемную и выпускную камеры, приточную жалюзийную решетку, одноходовой теплообменник, выполненный в виде закрепленного в трубных решетках пучка труб, и размещенный под теплообменником поддон, размещена в помещении со значительными влаговыделениями, а один или несколько вентиляторов установлены в выпускной камере, при этом поддон снабжен системой отвода конденсата, приточная жалюзийная решетка выполнена регулируемой, обе камеры со стороны помещения снабжены регулируемыми жалюзийными решетками, а в трубных решетках выполнены отверстия, причем в решетке приемной камеры они выполнены с возможностью регулирования проходного сечения.
На фиг. 1 изображен продольный разрез приточно-рециркуляционной установки, на фиг. 2 - поперечный разрез.
Установка размещена в помещении 1 и содержит регулируемую приточную жалюзийную решетку 2, приемную камеру 3 с регулируемыми жалюзийными решетками 4, одноходовой теплообменник, выполненный в виде закрепленного в трубных решетках 5 и 6 пучка труб 7, выпускную камеру 8 с регулируемыми жалюзийными решетками 9, один или несколько вентиляторов 10, установленных в выпускной камере 8. Под теплообменником расположен поддон 11, снабженный системой 12 отвода конденсата. В случае размещения приточно-рециркуляционной установки в нижней части помещения поддон 11 может быть совмещен с полом. В трубных решетках 5 и 6 выполнены соответственно отверстия 13 и 14, причем в решетке 5 приемной камеры 3 они выполнены с возможностью регулирования проходного сечения. Трубы и трубные решетки теплообменника могут быть выполнены из полимерного материала.
Установка работает следующим образом.
При работе вентиляторов 10 за счет создаваемого ими разряжения через регулируемую жалюзийную решетку 2 наружный воздух поступает в приемную камеру 3 и движется по трубам 7. В холодные периоды находящиеся внутри помещения 1 трубы 7 снаружи омываются рециркулируемым теплым и влажным воздухом в результате естественной конвекции и подсоса воздуха через отверстия 13 и 14, что приводит к его охлаждению ниже точки росы и выпадению конденсата на поверхности труб 7. При этом выделяется скрытая теплота парообразования. Эта теплота воспринимается потоками воздуха, движущегося внутри и снаружи труб 7, что способствует сохранению теплового баланса помещения 1. Подогретый приточный воздух поступает из пучка труб 7 в выпускную камеру 8, где к нему за счет имеющегося в этой камере разряжения подмешивается через отверстия 14 и регулируемые жалюзийные решетки 9 рециркулируемый воздух помещения. В результате температура воздуха, нагнетаемого в помещение 1 вентиляторами 10, близка к температуре воздуха в помещении. Размещение нескольких вентиляторов 10 в выпускной камере 8 способствует достижению более равномерного вакуумметрического давления во всем ее объеме. Образовавшийся на поверхности пучка труб 7 конденсат собирается в поддоне 11 и отводится по системе 12, например, в канализацию.
При температуре наружного воздуха ниже минус 10-15°С для исключения обледенения поверхности труб 7 и снижения воздухообмена приоткрывают жалюзийные решетки 4. Это приводит к снижению поступления приточного воздуха и подмешиванию к нему теплого воздуха из помещения 1. При более сильном похолодании имеется возможность еще уменьшить поступление приточного воздуха путем прикрытия жалюзийной решетки 2.
При температуре наружного воздуха выше минус 5°С прикрывают регулируемые отверстия 13 и жалюзийные решетки 4 и 9, что приводит к увеличению воздухообмена, снижению температуры проходящего через пучок труб 7 воздуха, что способствует выпадению конденсата на наружной поверхности этих труб и осушке воздуха внутри помещения 1.
В теплый период регулируемые отверстия 13 и жалюзийные решетки 4 и 9 полностью закрывают. Устройство работает с максимальной подачей приточного воздуха практически без рециркуляции внутреннего воздуха и его осушки.
Таким образом, приточно-рециркуляционная установка обеспечивает эффективную работу за счет того, что осуществляет осушку воздуха с выделением теплоты фазового превращения, регулируемую принудительную подачу приточного и рециркулируемого воздуха и их смешение в разных пропорциях в зависимости от времени года с регулируемым воздухообменом от минимального в холодный период до максимального в теплый период, благодаря чему исключается обледенение пучка труб теплообменника и обдувание холодными струями вводимого в помещение воздуха.
Обеспечением притока и рециркуляции воздуха с помощью всего одного или нескольких параллельно работающих вентиляторов достигается простота и компактность установки, а также ее надежность работы. Изготовление труб 7 и трубных решеток 5 и 6 теплообменника из полимерного материала обеспечивает их долговечность и повышение надежности работы устройства.