УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к вентиляции и может быть использована в промышленности и гражданских зданиях.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. патент РФ на полезную модель №54660 МПК F24F 7/06, 2006, Бюл. №19), содержащее воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, приточную магистраль с вентилятором и приводом от двигателя, между которыми расположены регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, систему электронно-оптического контроля.
Недостатком является наличие застойных зон в вентилируемом канале, что приводит к ухудшению процесса теплообмена и, соответственно, снижению теплофизических параметров системы вентиляции по сравнению с нормированными.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. патент РФ на полезную модель №63507 МПК F24F 7/06, 2007, Бюл. №5), содержащее приточную магистраль, воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны, приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки, продольно размещенные от входного к выходному сечениям.
Недостатком является энергоемкость подачи вентилируемого воздуха из-за необходимости отбора мощности от вентилятора на обеспечение электропитания системы электронно-оптического контроля или использования для этих целей дополнительной электрической энергии от постороннего источника, что в целом удорожает процесс вентиляции помещения, особенно в условиях длительной и интенсивной эксплуатации.
Технической задачей полезной модели является снижение энергозатрат на процесс вентиляции помещения путем использования температурного перепада между значениями температур воздуха, подаваемого вентилятором, и температурой воздуха внутри помещения, особенно при минусовых значениях температур окружающей среды.
Технический результат по снижению энергозатрат при получении вентилируемого воздуха достигается тем, что устройство для вентиляции содержит воздуховод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, приточную магистраль с вентилятором и приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки, продольно размещенные от входного к выходному сечениям. При этом канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны соединен с термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с проходным каналом для вентилируемого атмосферного воздуха и комплектом дифференциальных термопар, «холодные» концы которых укреплены внутри проходного канала для вентилируемого атмосферного воздуха, а его «горячие» концы расположены на внешней поверхности корпуса термоэлектрического генератора вдали от проходного канала для вентилируемого атмосферного воздуха.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для вентиляции помещения; на фиг.2 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с криволинейными канавками.
Устройство для вентиляции помещения, содержит приточную магистраль 1, соединенную посредством воздуховода 2 с каналом 3, образованным оконным стеклом 4 из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией 5 помещения. При этом приточная магистраль 1 снабжена вентилятором 6 с приводом от двигателя 7, между которыми расположен регулятор скорости вращения 8 в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры 9 и регулятор влажности 10, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения 11 и 12, задания 13 и 14, блоки нелинейной обратной связи 15 и 16, электронные усилители 17 и 18, магнитные усилители 19 и 20, а также электронный датчик температуры 21 и оптический датчик влажности 22. На входе воздуховода 2 установлено суживающееся сопло 23, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки 24, продольно размещенные от входного 25 к выходному 26 отверстиям. В канале 3 расположены «застойные» зоны 27 и 28.
Канал 3 соединен с входом 29 проходного канала 30 для вентилируемого атмосферного воздуха, выполненного в корпусе 31 термоэлектрического генератора 32. При этом в проходном канале 30, имеющим выход 33 для вентилируемого атмосферного воздуха, укреплены «холодные» концы 34 комплекта дифференциальных термопар 35, а его «горячие» концы 36 расположены на поверхности 37 корпуса 31 термоэлектрического генератора 32 вдали от проходного канала 30 для вентилируемого атмосферного воздуха.
Устройство для вентиляции помещения работает следующим образом.
При работе вентилятора 6 атмосферный воздух поступает в приточную магистраль 1 и через воздуховод 2 направляется в суживающееся сопло 23, где от входного 25 до выходного 26 отверстий перемещается по продольно расположенным криволинейным канавкам 24 и закручивается, после чего поступает в канал 3, интенсивно перемешиваясь в «застойных» зонах 27 и 28 под действием результирующей силы давления. Тем самым осуществляется равномерный процесс передачи на несущие конструкции 5 помещения.
Из канала 3 вентилируемый атмосферный воздух поступает на вход 29 проходного канала 30 корпуса 31 термоэлектрического генератора 32, где контактирует с «холодными» концами 34 комплекта дифференциальных термопар 35 и после чего направляется на выход 33. «Горячие» концы 36 комплекта дифференциальных термопар 35 контактируют с воздухом помещения, имеющим температуру от 18 до 22°С (см., например, СНиП 2.01.01 Строительная климотология и геофизика. М.: Стройиздат, 1993. 82 с.), а ее «холодные» концы 34 контактируют с атмосферным воздухом, подаваемым вентилятором с температурой, особенно в зимнее время года, например, до минус 40°С (в зависимости от климатической зоны размещения вентилируемого помещения). В результате при выполнении элементов комплекта дифференциальных термопар 35 из хромель-копеля возникает термо-ЭДС до 6,96 мВ (см., например, см., например, Гордов, A.M. и др. Основы температурных измерений. М.: Энергоатомиздат, 1992. 304 с), что приводит к образованию напряжения на выходе термоэлектрического генератора 32 от 12 до 36 В (см., например. Технические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник. Под ред. В.М.Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1988. 560 с.). Этого достаточно для питания системы электронно-оптического контроля, без затрат электрической энергии от дополнительных электроисточников при полной загрузке привода двигателя 7 вентилятора 6.
Для обеспечения надежности работы устройства осуществляется контроль температурно-влажностного режима процесса вентиляции помещения, который выполняется следующим образом.
Изменение температуры воздуха канала 3 производится датчиком температуры 21 регулятора температуры 9. При этом если сигнал, поступающий с датчика температуры 21, становится большим, чем сигнал блока задания 13, то на входе блока сравнения 11 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 17 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи блока 15. Сигнал с выхода электронного усилителя 17 поступает на вход магнитного усилителя 19, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку электромагнитной муфты 8 вентилятора 6. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 17 вызывает уменьшение тока возбудителя на выходе магнитного усилителя 19. В результате момент, передаваемый муфтой 8 от привода 7 вентилятору 6, уменьшается и подача воздуха в вентилируемый канал 3 также уменьшается, что сокращает количественное поступление влаги на поверхность несущей поверхности 5 и, соответственно, поддерживает оптимальные температурно-влажностный характеристики строительного материала при эксплуатации помещения.
Увлажнение поверхности несущей конструкции 5 и, соответственно, вентилируемого воздуха регулируется датчиком влажности 22. При этом, если сигнал задания 14 регулятора влажности 10 превышает сигнал оптического датчика влажности 22, то на выходе блока сравнения 12 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 18. Сюда поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 16, который вычитается из сигнала блока сравнения 12. Сигнал с выхода электронного усилителя 18 поступает на вход магнитного усилителя 20, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости вращения 8 в виде блока поршневых электромагнитных муфт привода 7 вентилятора 6.
Положительная полярность сигнала электронного усилителя 18 вызывает движение тока возбуждения на выходе 20, тем самым увеличивается момент, передаваемый от привода 7 регулятора скорости вращения 8, за счет чего достигается увеличение подачи воздуха вентилятором 6 до тех пор, пока не будет удалена конденсатная пленка с поверхности несущей конструкции 5, а процесс конечной конденсации будет осуществляться с более низким увлажнением строительного материала.
Оригинальность предложенного технического решения заключается в том, что соединение канала, образованного оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны, с проходным каналом корпуса термоэлектрического генератора, в котором укреплены «холодные» концы комплекта дифференциальных термопар, а «горячие» концы расположены на поверхности корпуса термоэлектрического генератора вдали от проходного канала, позволяет использовать температурный перепад воздуха окружающей среды и воздуха внутри помещения для получения электрической энергии, достаточной для питания и работы системы электронно-оптического контроля, что в целом снижает энергоемкость вентилируемого помещения.