УЗЕЛ ЗАБОРА ВОЗДУХА ДЛЯ ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Техническое решение относится к области вентиляции помещений. Более конкретно, техническое решение относится к устройству приточной вентиляционной установки, предназначенной главным образом для размещения внутри вентилируемого помещения с монтажом на стене внутри помещения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В ряде случаев приточная вентиляция для жилого помещения не может быть установлена на фасад здания, как это раскрыто в патентах RU 154823 (опубл. 10.09.2015) или RU 186712 (опубл. 30.01.2019). В этих случаях применяются приточные вентиляционные установки, у которых корпус, вмещающий в себя элементы приточной вентиляционной установки (в частности, вентилятор и фильтры), размещается внутри помещения.
Из публикации патента RU 2708105 от 04.12.2019 (далее - Д1) известна вентиляционная установка, содержащая корпус, выполненный с возможностью монтажа внутри помещения, входной канал для воздуха, пролегающий через сторону корпуса установки, в установленном положении расположенную вдоль стены помещения, а предпочтительно - прилегающую к стене помещения, и выходной канал. При этом известная установка содержит фильтр, выполненный с возможностью очистки воздуха, проходящего через входной канал. При этом установка включает в себя центробежный вентилятор типа «улитка», входной отверстие корпуса которого пневматически соединено с входным каналом для воздуха. В известном решении фильтр грубой очистки (Д1, поз. 5) располагается внутри входного воздушного канала (Д1, поз. 2), соединяющегося с воздушным каналом, проходящим через стенку корпуса установки, в установленном положении расположенную вдоль стены помещения.
Известное из Д1 решение обладает рядом недостатков, некоторые из которых представлены далее:
1. Первый недостаток - это высокая сложность обслуживания установки, при этом известный способ его упрощения повышает уровень шума, генерируемого установкой.
Наиболее часто заменяемой деталью установки является фильтр грубой очистки (позиция 5 в Д1). Он требует замены каждые 3-5 месяцев. Угольный и фото-каталитический фильтры следует заменять раз в 2 года.
Приточные установки для размещения внутри вентилируемого помещения с монтажом на стене внутри помещения компонуются обычно таким образом, что все элементы располагаются друг за другом вдоль общей оси движения воздуха (воздушного канала) по направлению от улицы до помещения перпендикулярно стене. Такой вариант компоновки оптимален для уменьшения габаритов корпуса установки, размещаемого внутри помещения. Таким же способом выполнена известная из Д1 установка.
Фильтр грубой очистки (Д1, поз. 5) располагается в воздушном канале, проходящем через стену, и имеющим впускное отверстие на фасаде здания. То есть, чтобы заменить фильтр грубой очистки изнутри помещения необходимо последовательно снять все элементы установки: нагревательный элемент, вентилятор, декоративную панель, блок электроники, несущую панель с посадочным местом (фиг. 2 на Д1). Это крайне трудоемкий процесс, который фактически предполагает демонтаж установки.
Существуют решения, которые предполагают выполнение внутреннего корпуса установки откидывающимся от стены на шарнирах. Однако, этот вариант требует (как и решение по Д1) установки вентилятора присоединенным к корпусу внутри корпуса. В этом случае вентилятор, соприкасаясь при работе с корпусом, издает шум внутри помещения. Чтобы снизить уровень этого шума, необходимо предусматривать дополнительные средства шумоизоляции и шумопоглощения, а это приводит к увеличению габаритов корпуса установки.
Есть также вариант замены фильтра грубой очистки путем снятия входной решетки (Д1, поз. 19). Решетка соединена с помощью элементов крепления (болтов) (поз. 28) к корпусу воздушного канала (поз. 2). В данном случае для монтажа необходимо, находясь снаружи помещения (а это обычно многоэтажный дом), выкрутить крепежные болты, снять решетку и вынуть достаточно длинный фильтр в направлении, перпендикулярном стене от нее. После этого необходимо вставить новый фильтр и прикрутить решетку обратно. Даже когда установка размещена близко к окну, эти операции довольно сложны и опасны. Замена фильтра с доступом снаружи помещения возможна либо с привлечением промышленных альпинистов, либо если воздушный канал проходит в непосредственной близости к окну или балкону, так как воздушный фильтр в силу необходимости увеличения его объема значительно увеличен в длину (измерение вдоль оси входного канала).
2. Вторым недостатком является то, что максимальный объем фильтра грубой очистки ограничен толщиной стены и диаметром воздушного канала (то есть отверстия в стене).
При этом при небольшой толщине стены увеличить допустимый объем фильтра можно только путем расширения отверстия. Это негативно влияет на внешний вид фасада здания.
3. При размещении фильтра грубой очистки внутри воздушного канала необходимо выполнять фильтр в форме конуса. Этот конус в любом случае является усеченным: его меньшее основание содержит заглушку, не пропускающую воздух. Эта заглушка уменьшает минимальное поперечное сечение воздушного канала, увеличивает аэродинамическое сопротивление канала и, как следствие, снижает производительность установки и повышает шум, генерируемый ею.
Известные из Д1 решения были приняты в качестве ближайшего аналога настоящего технического решения.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задача, стоявшая перед разработчиками раскрытого технического решения, заключалась в повышении удобства обслуживания приточной вентиляционной установки для размещения внутри помещения.
Поставленная задача в первом аспекте настоящего технического решения была решена путем создания приточной вентиляционной установки, которая включает в себя
корпус с вентилятором, выполненный с возможностью монтажа внутри помещения;
узел забора воздуха из внешней среды;
входной канал для воздуха, выполненный с возможностью размещения проходящим сквозь стену здания, будучи пневматически соединенным с корпусом установки и с узлом забора воздуха;
отличающейся тем, что
узел забора воздуха включает в себя кожух, выполненный с возможностью монтажа на наружной поверхности здания, будучи пневматически соединенным с входным каналом для воздуха и внешней средой через входную решетку;
при этом кожух выполнен с возможностью вмещать в себе блок фильтрации, объем которого пневматически соединен с объемом входного канала для воздуха через область статического давления;
при этом площадь сечения области статического давления вблизи блока фильтрации плоскостью, перпендикулярной направлению движения воздуха, больше площади поперечного сечения входного канала для воздуха в месте соединения с узлом забора воздуха;
кожух выполнен с возможностью извлечения по меньшей мере части блока фильтрации.
Поставленная задача во втором аспекте настоящего технического решения была решена путем создания узла забора воздуха из внешней среды для приточной вентиляционной установки, корпус которой, содержащий вентилятор, размещен внутри помещения,
включающего в себя
узел забора воздуха включает в себя кожух, выполненный с возможностью монтажа на наружной поверхности здания, будучи пневматически соединенным с входным каналом для воздуха и внешней средой через входную решетку;
при этом кожух выполнен с возможностью вмещать в себе блок фильтрации, объем которого пневматически соединен с объемом входного канала для воздуха через область статического давления;
при этом площадь сечения области статического давления вблизи блока фильтрации плоскостью, перпендикулярной направлению движения воздуха, больше площади поперечного сечения входного канала для воздуха в месте соединения с узлом забора воздуха;
кожух выполнен с возможностью извлечения по меньшей мере части блока фильтрации.
Технический результат, достигаемый раскрытым техническим решением, заключается в упрощении обслуживания. Упрощение обслуживание достигается главным образом посредством уменьшения количества операций разборки частей установки, снижения требования к техническим средствам, необходимым для обслуживания установки, облегчения самих операций, необходимых для регулярного обслуживания установки.
Указанный технический результат достигается в раскрытом техническом решении главным образом благодаря тому, что элементы приточной вентиляционной установки расположены в ней таким образом, что для их замены (в отличие от известных в уровне техники решений) не требуется отсоединять вентилятор, нагревательный элемент, части корпуса или другие части установки, размещенные внутри помещения. Части, требующие периодической замены, размещены во внешнем блоке таким образом, что их замена просто выполняется одним человеком и не требует использования специальных средств (например, альпинистского снаряжения или страховочной обвязки).
В описании также приведены отдельные варианты осуществления раскрытого технического решения, в которых для замены таких частей не требуется даже наличие ручного инструмента (отвертки или т.п.), что еще в большей степени упрощает обслуживание вентиляционной установки.
Далее в настоящем описании раскрытое техническое решение будет описано более детально со ссылкой на конкретные варианты осуществления и прилагаемые фигуры чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид узла забора воздуха в перспективе в одном из вариантов осуществления технического решения с откинутой решеткой, прижимной скобой и фильтром грубой очистки.
Фиг. 2 - вид узла забора воздуха в перспективе в одном из вариантов осуществления технического решения в закрытом состоянии.
Фиг. 3 - вид узла забора воздуха спереди в одном из вариантов осуществления технического решения в закрытом состоянии.
Фиг. 4 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в закрытом состоянии.
Фиг. 5 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка выведена из зацепления с кожухом и готова для откидывания.
Фиг. 6 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка откинута.
Фиг. 7 - вид спереди узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка откинута.
Фиг. 8 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка и прижимная скоба откинуты.
Фиг. 9 - вид спереди узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка и прижимная скоба откинуты.
Фиг. 10 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка, прижимная скоба и фильтр грубой очистки откинуты.
Фиг. 11 - вид спереди узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка, прижимная скоба и фильтр грубой очистки откинуты.
Фиг. 12 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка и прижимная скоба, фильтр грубой очистки извлечен.
Фиг. 13 - вид спереди узла забора воздуха в одном из вариантов осуществления технического решения в состоянии, когда входная решетка и прижимная скоба, фильтр грубой очистки извлечен.
Фиг. 14 - вид в разрезе вертикальной плоскостью, пролегающей вдоль направления движения воздуха, узла забора воздуха в варианте осуществления технического решения, в котором блок фильтрации выполнен с возможностью включать в себя фильтр грубой очистки, угольный фильтр и фотокаталитический фильтр.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В соответствии с раскрытым техническим решением приточная вентиляционная установка включает в себя корпус с вентилятором, выполненный с возможностью монтажа внутри помещения. При этом узел 1 забора воздуха из внешней среды предназначен для установки снаружи помещения таким образом, чтобы он обладал возможностью пневматической связи с внешней средой через входную решетку 2. В некоторых вариантах осуществления технического решения вентилятор соединен с корпусом или выполнен внутри корпуса аналогично тому, как это реализовано в решении, известном из Д1. В отдельных вариантах осуществления вентилятор может быть установлен на стене помещения и соединен с ней, а корпус закрывает вентилятор, не соединяясь с ним непосредственно, при этом корпус соединен со стеной. В этом случае корпус и вентилятор не взаимодействуют механически друг с другом через соединительные элементы или непосредственно, благодаря чему вибрация работающего вентилятора в значительно меньшей степени передается на корпус. В последнем варианте осуществления технического решения, установка передает внутрь помещения значительно меньше акустических колебаний.
Пневматическое соединение приточной вентиляционной установки с внешней средой осуществляется через входной канал 3 для воздуха, выполненный с возможностью размещения проходящим сквозь стену здания, будучи пневматически соединенным с корпусом установки и с узлом забора воздуха 1. Канал в предпочтительных вариантах осуществления технического решения по меньшей мере частично сформирован воздуховодом, проходящим от установки сквозь стену здания наружу. В предпочтительных вариантах осуществления технического решения в стене выполняется сквозное отверстие, в котором размещается воздуховод, а корпус вентиляционной установки закрывает собой отверстие со стороны помещения, тогда как снаружи помещения воздуховод пневматически связан с внешней средой через входную решетку.
На прилагаемых к настоящему описанию фигурах чертежей входной канал 3 для воздуха обозначен частью прямого воздуховода круглого сечения. В различных вариантах осуществления канал может иметь иную форму поперечного сечения, например квадратную или прямоугольную. Кроме того, входной канал 3 может быть выполнен не прямым, проходящим по существу перпендикулярно сквозь стену здания, а изогнутым. Например, входной канал 3 может быть выполнен не только проходящим напрямую к поверхности фасада здания, а изогнутым и выходящим к поверхности откоса оконного проема.
При толковании терминов, используемых для выражения сущности раскрытого технического решения, необходимо понимать, что признаки «проходящий сквозь стену здания наружу» необходимо понимать с учетом значения термина «сквозной»: «Проходящий насквозь, прямо через внутреннюю часть чего-нибудь от одного края до другого с выходом наружу» (Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940). Иными словами, входной канал для воздуха проходит через стену так, что один его конец соединен с внутренним объемом корпуса установки, а другой конец выходит наружу через фасад здания или, например, откос оконного проема. При этом в некоторых вариантах осуществления входной канал 3 для воздуха может быть сформирован изогнутым, например в виде изогнутого воздуховода. Эти варианты осуществления могут быть применены в случаях, когда нежелательно устанавливать какие-либо элементы вентиляционной установки на саму поверхность фасада, при этом есть возможность установить их на другие поверхности, например поверхность откоса оконного проема снаружи окна.
В соответствии с раскрытым техническим решением установка также содержит узел 1 забора воздуха из внешней среды. При этом узел 1 забора воздуха включает в себя кожух 4, выполненный с возможность монтажа на наружной поверхности здания, будучи пневматически соединенным с входным каналом 3 для воздуха и внешней средой через входную решетку 2.
В предпочтительном варианте осуществления технического решения кожух 4 вместе с откидывающейся на шарнирном соединении входной решеткой 2 по меньшей мере частично ограничивают собой внутренний объем узла 1 забора воздуха. При этом в одной из стенок кожуха выполнено отверстие, соединяющееся с входным каналом 3 для воздуха, благодаря чему внутренний объем узла 1 забора воздуха выполнен пневматически соединенным с входным каналом 3 для воздуха.
В соответствии с раскрытым техническим решением узел 1 забора воздуха включает в себя кожух 4, выполненный с возможностью монтажа на поверхности наружной стены здания, будучи пневматически соединенным с внешней средой через входную решетку 2. При этом кожух 4 выполнен с возможностью вмещать в себе блок фильтрации, объем (здесь имеется в виду рабочий объем, через который проходит фильтруемый воздух) которого пневматически соединен с объемом входного канала 3 для воздуха через область 5 статического давления.
Под областью 5 статического давления для целей настоящего раскрытия необходимо понимать область пространства, которая находится по ходу движения воздуха после блока фильтрации и которая выравнивает давление воздуха на выходе блока фильтрации перед его поступлением во входной канал 3 для воздуха. В предпочтительном варианте осуществления раскрытого технического решения область статического давления взаимодействует по существу со всей площадью сечения канала 3 в месте, где воздух выходит из блока фильтрации. Для реализации этой функции области 5 статического давления площадь сечения области статического давления вблизи блока фильтрации плоскостью, перпендикулярной направлению движения воздуха, больше площади поперечного сечения входного канала 3 для воздуха в месте соединения с узлом 1 забора воздуха. То есть воздушный канал за счет области статического давления расширяется от места соединения входного канала 3 для воздуха до блока фильтрации. Таким образом, раскрытое техническое решение позволяет практически неограниченно увеличивать площадь поперечного сечения блока фильтрации, и, соответственно, его объем. При этом эффективно используется по существу весь объем блока фильтрации независимо от площади его поперечного сечения или площади поперечного сечения входного канала 3. За счет выравнивания давления внутри области статичного давления выход воздуха из блока фильтрации осуществляется по существу через всю площадь поперечного сечения воздушного канала на выходе блока фильтрации. При этом блок фильтрации в отличие от известного из Д1 решения, не сужает воздушный канал, и, соответственно, в меньшей степени влияет производительность установки и уровень шума, создаваемого ею в ходе работы.
В некоторых вариантах осуществления область статического давления сформирована благодаря тому, что блок фильтрации, будучи размещенным в кожухе, располагается на некотором расстоянии от задней стенки кожуха и места соединения узла 1 забора воздуха с входным каналом 3 для воздуха. Расстояние между фильтром и местом соединения входного воздуховода с кожухом соответствует ширине области статического давления и может составлять от 5 мм; в более предпочтительных вариантах осуществления это расстояние составляет от 15 мм. В вариантах осуществления, представленных на фигурах чертежей, такое удаленное расположение осуществлено за счет того, что блок фильтрации, представленный в виде фильтра 6 грубой очистки, в установленном положении прижат к полкам 7, удаленным (по направлению вдоль движения воздуха) от места соединения узла 1 забора воздуха с входным каналом 3 для воздуха. В представленных вариантах осуществления полки 7 сформированы в виде изгиба стенки корпуса. В иных вариантах осуществления полки могут быть выполнены в виде выступов внутри кожуха 4. Также, область статического давления может быть сформирована любыми другими средствами, в частности, средствами, обеспечивающими удаленное размещение блока фильтрации от места соединения узла 1 забора воздуха с входным каналом 3 для воздуха.
Блок фильтрации в раскрытом техническом решении может включать в себя различные фильтры и средства их закрепления внутри кожуха 4. Блок фильтрации в предпочтительных вариантах осуществления технического решения выполнен с возможностью включать в себя фильтр 6 грубой очистки (пылевой фильтр, классы G1(EU1), G2(EU2), G3(EU3), G4(EU4)). Срок службы фильтра 6 грубой очистки обычно наименьший, поэтому предпочтительно располагать его в наиболее доступном для обслуживания месте, каким и является кожух 4 узла 1 забора воздуха. В отдельных вариантах осуществления раскрытого технического решения блок фильтрации выполнен с возможностью включать в себя фильтр тонкой очистки (классы F5(EU5), F6(EU6), F7(EU7), F8(EU8), F9(EU9)), фильтры высокой эффективности EPA\HEPA (классы E10(H10), E11(H11), E12(H12), H13(H13), H14(H14)), Фильтры сверхвысокой эффективности очистки ULPA фильтры (классы U15, U16, U17, U18), адсорбционно-каталитические фильтры (угольные) и фотокаталитические фильтры (ФКО) и/или фильтры других видов. В частности, на фиг. 14 представлено схематичное изображение компоновки узла 1 забора воздуха, блок фильтрации которого выполнен с возможностью включать в себя наполнитель 8 угольного фильтра, облучатель 9 ФКО и вставка 10 ФКО. Облучатель 9 ФКО представляет собой искусственный источник ультрафиолетового излучения, а вставка 10 ФКО представляет собой деталь, на которую нанесен катализатор реакции разложения (например, оксид титана). При размещении всех фильтров в узле забора воздуха в соответствии с настоящим техническим решением необходимость вскрытия корпуса приточной вентиляционной установки, размещенного внутри помещения, для обслуживания по существу исключается. В корпус внутри помещения, содержащий по меньшей мере вентилятор, попадает уже очищенный воздух. Срок службы комплектующих установки, заключенных в корпус, в таких условиях значительно вырастает.
В соответствии с раскрытым техническим решением кожух 4 выполнен с возможностью извлечения по меньшей мере части блока фильтрации. В некоторых вариантах осуществления технического решения возможность извлечения по меньшей мере части блока фильтрации может быть осуществлена за счет того, что узел 1 забора воздуха включает в себя средство разъемного соединения по меньшей мере части блока фильтрации с кожухом 4, кроме того, входная решетка 2 может быть выполнена с возможностями открывания и фиксации в закрытом положении решетки.
В вариантах осуществления, представленных на фигурах чертежей 1-13, блок фильтрации представлен включающим в себя фильтр 6 грубой очистки. При этом на фиг. 4-13 представлены средства откидывания и фиксации входной решетки в закрытом положении, а также средство соединения блока фильтрации с узлом 1 забора воздуха в кожухе 4. В представленных вариантах осуществления узел 1 забора воздуха включает в себя входную решетку 2 и прижимную скобу 11, соединенные с кожухом 4 шарнирно. Шарнирное соединение в представленных вариантах осуществления выполнено с помощью болтового соединения (или соединения болт-гайка), формирующего ось шарнирного соединения входной решетки 2 и прижимной скобы 11 с кожухом 4. Прижимная скоба 11 может фиксироваться в закрытом положении дополнительными средствами фиксации или прижиматься входной решеткой 12 в ее закрытом (или замкнутом) положении. При этом отверстия 12 входной решетки 2 для болтового соединения с кожухом 4 выполнены такой формы, что в закрытом положении входная решетка 2 без размыкания болтового соединения может перемещаться из нижнего (закрытого) положения вверх (например, из нижнего замкнутого положения, представленного на фиг. 4 в верхнее разомкнутое положение, представленное на фиг. 5). При этом в вариантах осуществления раскрытого технического решения, представленных на фигурах чертежей, входная решетка 2 содержит выступ 13, который в нижнем (замкнутом) положении входит в зацепление с кожухом 4, чем препятствует произвольному открытию входной решетки 2. При поднятии из замкнутого (закрытого) положения входной решетки 2 (фиг. 4) в верхнее (разомкнутое) положение (фиг. 5) выступ 13 выходит из зацепления с кожухом 4. Из верхнего (разомкнутого) положения входная решетка 2 может быть откинута в открытое положение (фиг. 6 и 7). Прижимная скоба 11 в закрытом положении удерживает блок фильтрации (в виде фильтра 6 грубой очистки) в рабочем положении внутри кожуха 4. Прижимная скоба 11 может быть соединена с кожухом 4 шарнирно, для чего могут использоваться упомянутое болтовое соединение. В прижатом положении прижимная скоба 11 может удерживаться как самой выходной решеткой 2, так и с помощью дополнительных средств фиксации прижимной скобы 11. В состоянии узла 1 забора воздуха, когда входная решетка 2 откинута, прижимная скоба 11 может быть откинута в положение, представленное на фиг. 10 и 11, в результате чего по меньшей мере часть блока фильтрации освобождается и может быть извлечена (в частности, для замены), как это показано на фиг. 12 и 13. После этого на место извлеченных частей блока фильтрации (например, фильтра 6 грубой очистки) устанавливаются новые.
Закрывание (сборка) узла 1 забора воздуха в обратной последовательности. Сперва блок фильтрации устанавливается в кожух 4. В представленных на чертежах вариантах осуществления блок фильтрации помещается в кожух 4 до упора в полки 7. После этого закрывается прижимная скоба 11. В завершение входная решетка 2 закрывается, поворачиваясь на шарнире до конца в крайнем верхнем положении, и опускается вниз, в результате чего выступ 13 входит в зацепление с кожухом 4.
Перечисленные операции, необходимые для извлечения частей, заменяемых при регулярном обслуживании, могут выполняться вручную и не требуют применения какого-либо инструмента или специальных средств. При этом извлечение фильтров не требует ни разборки находящегося внутри помещения корпуса установки, ни значительного пространства снаружи здания для извлечения фильтров, как этого требует решение, известное из Д1.
Настоящее техническое решение было подробно описано со ссылкой на отдельные варианты его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.