СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ЗДАНИЯ
BUILDING HEATING AND VENTILATION METHOD

Изобретение относится к отоплению и вентиляции жилых, общественных и производственных помещений и предназначено для создания комфортных условий в помещениях. Оно может быть использовано при проектировании и строительстве жилых, общественных и производственных зданий.
Известен способ локальной приточной вентиляции, совмещенной с воздушным отоплением (патент РФ на изобретение №2386904), предусматривающий поступление воздуха снаружи через приточный фильтр при помощи приточного вентилятора в утепленный приточный воздуховод, проходящий по коридору и соединенный в конце с утепленным вытяжным воздуховодом, через который воздух вытягивается из помещений при помощи вытяжного вентилятора. В месте соединения приточных и вытяжных воздуховодов имеется обратный клапан для избежания перепада давления в этих воздуховодах. В каждое помещение воздух из приточного воздуховода поступает через приточный воздуховод помещения, проходя при этом приточный потокорегулируемый клапан и канальный нагреватель, которые управляются микропроцессорным блоком по показателям датчиков, установленных в помещениях. Далее воздух из каждого помещения удаляется через вытяжной воздуховод помещения, проходя при этом вытяжной потокорегулируемый клапан, также управляемый микропроцессорным блоком, в вытяжной воздуховод и далее из здания. Недостатком способа является недостаточная подача воздуха и отопления, необходимость выполнения утепленных воздуховодов.
Известен способ поддержания температурного режима в жилых и производственных помещениях (патент РФ №2298135) посредством циркуляции воздуха, проходящего по отводящему воздуховоду через воздухонагреватель и подаваемого по подводящему воздуховоду в греющие/охлаждающие панели с теплопроводящими стенками, содержащие распределительные каналы, соединенные проемами, образующие совместно с воздуховодами и воздухонагревателем замкнутую циркуляционную систему. В качестве воздухонагревателя используется теплообменник, внутри которого циркулирует нагретое или охлажденное рабочее тело. Охлажденный циркулирующий воздух могут насыщать мелкодисперсной жидкостью при помощи туманообразующих устройств. Нагретый циркулирующий воздух могут насыщать парами жидкости при помощи парогенератора. Поперечное сечение внутренних ячеек греющих/охлаждающих панелей может плавно или ступенчато уменьшаться согласно направлению движения циркулирующего воздуха. Теплопередающие характеристики стенок каналов греющих/охлаждающих панелей могут плавно или ступенчато увеличиваться согласно направлению движения циркулирующего воздуха. Недостатком способа являются большие энергозатраты, сложность конструкции, необходимость дополнительного монтажа греющих/охлаждающих панелей.
Для поддержания состояния воздушной среды, благоприятной для пребывания в помещении человека и выполнения технологических процессов, используют различные способы вентиляции. Приточная вентиляция с обработкой воздуха осуществляется приточными установками. Это, как правило, агрегаты значительной производительности, которые забирают воздух с улицы, очищают его, подогревают, увлажняют и подают в помещения по вентиляционным каналам. Рециркуляционные системы приточно-вытяжной вентиляции с фильтрацией воздуха предусматривают отвод из закрытого помещения отработанного воздуха через вентиляционные отверстия по обратным вентиляционным каналам и воздуховодам, фильтрацию и возврат (подачу) очищенного воздуха по подающим воздуховодам и вентиляционным каналам через вентиляционные отверстия в закрытое помещение.
Заявляемый способ отопления, как и известные, предусматривает поддержание температурного режима в помещениях посредством циркуляции воздуха, проходящего по отводящему воздуховоду через воздухонагреватель и подаваемого по подводящему воздуховоду в греющие/охлаждающие панели с теплопроводящими стенками, содержащие распределительные каналы, соединенные проемами, образующие совместно с воздуховодами и воздухонагревателем замкнутую циркуляционную систему.
Заявляемый способ вентиляции, как и известные, предусматривает отвод отработанного воздуха через вентиляционные отверстия по обратным вентиляционным каналам и воздуховодам из закрытого помещения, фильтрацию и подачу очищенного воздуха по подающим воздуховодам и вентиляционным каналам через вентиляционные отверстия в закрытое помещение.
Технический результат заключается в создании оптимального способа (системы) отопления и вентиляции помещений, обеспечивающего улучшение экологии отапливаемого помещения, повышение уровня комфортности и эффективности отопления, создание оптимального микроклимата во всех помещениях, уменьшение теплопотерь здания, затрат на отопление и вентиляцию.
Технический результат достигается тем, что в качестве греющих/охлаждающих панелей используют многослойные строительные панели, образующие стены и перекрытия здания, включающие наружный, внутренний и изоляционный слои, скрепленные между собой при помощи адгезива, наружный и/или внутренний слои изготовлены из сфенового концентрата, изоляционный слой содержит пустотные каналы, которые используют в качестве воздуховодов и распределительных каналов, воздух из помещения забирают по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, пропускают через воздухонагреватель, в качестве которого используют печь аэродинамического нагрева, и подают по пустотному каналу панели, образующей внутреннюю стену помещения, при этом воздух распределяется по проемам в пустотные каналы панелей, образующих пол помещений, и распространяется по всей их площади.
Для регулирования равномерного распределения теплого воздуха в пустотном канале панели, образующей внутреннюю стену помещения, используемого в качестве подводящего воздуховода, на каждом этаже здания могут быть установлены запорно-регулирующие клапаны.
Скорость движения циркулирующего воздуха по пустотному каналу панели, образующей внутреннюю стену помещения, используемому в качестве подводящего воздуховода, может быть увеличена по мере продвижения воздуха путем увеличения поперечного сечения пустотного канала. Скорость движения циркулирующего воздуха по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, используемому в качестве отводящего воздуховода, может быть уменьшена по мере продвижения воздуха путем уменьшения поперечного сечения пустотного канала.
Технический результат достигается также тем, что в качестве воздуховодов и вентиляционных каналов используют пустотные каналы многослойных строительных панелей, образующих стены и перекрытия здания, включающих наружный, внутренний и изоляционный слои, скрепленные между собой при помощи адгезива, наружный и/или внутренний слои изготовлены из сфенового концентрата, изоляционный слой содержит пустотные каналы, при этом отработанный воздух отводят через вентиляционные отверстия предпочтительно по крайним пустотным каналам панелей, образующих потолок помещений, и по пустотным каналам панелей, образующих стены помещений в приточно-вытяжную установку, осуществляют фильтрацию и подают очищенный воздух по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, через вентиляционные отверстия предпочтительно крайних пустотных каналов панелей, образующих пол помещений.
Использование в качестве греющих/охлаждающих панелей многослойных строительных панелей по патенту №97408, образующих стены и перекрытия здания, пустотные каналы которых используют в качестве воздуховодов и распределительных каналов, исключает необходимость монтажа дополнительных устройств (воздуховодов, распределительных каналов), обеспечивает уменьшение теплопотерь здания, затрат на отопление.
Забор воздуха из помещения по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, через воздухонагреватель и подача по пустотному каналу панели, образующей внутреннюю стену помещения, с распределением воздуха по проемам в пустотные каналы панелей, образующих пол помещений, с распространением его по всей их площади, обеспечивает повышение уровня комфортности и эффективности отопления, создание оптимального микроклимата во всех помещениях.
Применение в качестве воздухонагревателя печи аэродинамического нагрева (подогрева) обеспечивает высокую равномерность температурного поля, нагрев воздуха происходит за счет преобразования механической энергии центробежного вентилятора, создающего поток воздуха, в тепловую.
Для регулирования равномерного распределения теплого воздуха в пустотном канале панели, образующей внутреннюю стену помещения, используемого в качестве подводящего воздуховода, на каждом этаже здания могут быть установлены запорно-регулирующие клапаны.
Скорость движения циркулирующего воздуха по пустотному каналу панели, образующей внутреннюю стену помещения, используемому в качестве подающего воздуховода, может быть увеличена по мере продвижения воздуха путем увеличения поперечного сечения пустотного канала; скорость движения циркулирующего воздуха по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, используемому в качестве отводящего воздуховода, может быть уменьшена по мере продвижения воздуха путем уменьшения поперечного сечения пустотного канала, что обеспечивает постоянную (одинаковую) скорость забора и подачи воздуха, температуру во всех помещениях.
Использование в качестве воздуховодов и вентиляционных каналов пустотных каналов многослойных строительных панелей по патенту №97408 также исключает необходимость монтажа дополнительных устройств, способствует уменьшению затрат на вентиляцию.
Отвод отработанного воздуха через вентиляционные отверстия предпочтительно крайних пустотных каналов панелей, образующих потолок помещений, и по пустотным каналам панелей, образующих стены помещений в приточно-вытяжную установку, фильтрация и подача очищенного воздуха по пустотному каналу панели, образующей стену помещения, через вентиляционные отверстия предпочтительно крайних пустотных каналов панелей, образующих пол помещений, способствует улучшению экологии помещения, созданию оптимального микроклимата во всех помещениях, улучшению теплового самочувствия человека, поддержанию состояния воздушной среды, благоприятной для пребывания в помещении человека и выполнения технологических процессов.
Таким образом, заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат: создание оптимального способа (системы) отопления и вентиляции помещений, обеспечивающего улучшение экологии отапливаемого помещения, повышение уровня комфортности и эффективности отопления, создание оптимального микроклимата во всех помещениях, уменьшение теплопотерь здания, затрат на отопление и вентиляцию.
Заявляемый способ поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлена схема отопления здания, на фиг.2 - схема распространения воздушных потоков в панели при отоплении, на фиг.3 - схема распространения воздушных потоков в панели при вентиляции, на фиг.4 - схема вентиляции здания.
Осуществление способа
При отоплении, циркулирующий по внутренним полостям воздух по отводящему воздуховоду - пустотному каналу многослойных строительных панелей 1 (фиг.1) поступает в печь аэродинамического нагрева 2, размещенную в подвальном помещении, где механическая энергия центробежного вентилятора преобразуется в тепловую (аэродинамический нагрев). В зависимости от конструкции здания может быть различное количество отводящих воздуховодов 1. Предпочтительно использовать четыре отводящих воздуховода 1, расположенных по углам здания. Далее нагретый воздух, за счет разности температур и плотности горячего и холодного воздуха, поднимается по подводящему воздуховоду 3, предпочтительно расположенному по центру здания, в греющие/охлаждающие панели 4 с теплопроводящими стенками. Нагретый воздух по проемам 5 (фиг.2), соединяющим распределительные каналы 6 панели 4, поступает в распределительные каналы - пустотные каналы 6 многослойных строительных панелей 4 и распространяется по всей площади панелей 4, образующих пол помещений. В подводящем воздуховоде 3 на каждом этаже здания могут быть установлены запорно-регулирующие клапаны (на чертеже не показаны). Поперечное сечение подводящего воздуховода 3 может плавно или ступенчато увеличиваться согласно направлению движения нагретого воздуха, обеспечивая равномерное распределение теплого воздуха. Охлажденный воздух при помощи центробежного вентилятора движется по отводящему воздуховоду 1 и снова поступает в печь аэродинамического нагрева 2. Поперечное сечение отводящего воздуховода 1 может плавно или ступенчато уменьшаться согласно направлению движения воздуха, обеспечивая равномерный забор воздуха. Температура, поточность, скорость забора и подачи воздуха регулируются автоматически микропроцессорным блоком, установленным в подвале (на чертеже не показан). Образуется замкнутый циркуляционный контур; нагретый до определенной температуры воздух циркулирует по нему, создавая одинаковую температуру в панелях 4, образующих пол помещений, поддерживая комфортный микроклимат во всех помещениях. Благодаря замкнутости системы могут использоваться более инертные (теплосохраняющие) газы, при этом происходит экономия энергии, затрачиваемой на аэродинамический нагрев.
При вентиляции, отработанный воздух через вентиляционные отверстия 7 (фиг.3) по обратным вентиляционным каналам - пустотным каналам 8 многослойных строительных панелей 9, образующих потолок помещений, и обратным воздуховодам - пустотным каналам 10 (фиг.4) многослойных строительных панелей 11, образующих стены помещений, при помощи вентилятора поступает в приточно-вытяжную установку (устройство фильтрующее/очищающее воздух) 12, расположенную в подвале здания. Для забора рециркуляционного (отработанного) воздуха из помещения предпочтительно использовать крайние пустотные каналы 8. Подача очищенного воздуха осуществляется по подающему воздуховоду - пустотному каналу 13 многослойных строительных панелей 11, образующих стены помещений, через подающие вентиляционные каналы - крайние пустотные каналы 14 многослойных строительных панелей 15, образующих пол помещений, по периметру панелей 15 через вентиляционные отверстия 16 из-под плинтуса 17. Объем поступающего и выходящего воздуха, скорость движения воздуха, кратность воздухообмена, температура и влажность воздуха регулируются автоматически микропроцессорным блоком, установленным в подвале (на чертеже не показан).
В качестве подводящего и отводящего воздуховодов при отоплении и в качестве подающих и обратных воздуховодов и вентиляционных каналов при вентиляции могут использоваться любые пустотные каналы многослойных строительных панелей. Все зависит от конструкции и назначения здания. Предложенный способ отопления и вентиляции является универсальным.