СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА
AIR REGENERATION SYSTEM

Изобретение относится к системам регенерации воздуха сооружений гражданской обороны при работе последних в третьем режиме (режим изоляции) с регенерацией воздуха.
Известна регенеративная установка РУ-150/6, предназначенная для регенерации воздуха в убежище по кислороду и диоксиду углерода, приведенная в книге Каммерера Ю.Ю. и др. «Защитные сооружения гражданской обороны». - М.: Энергоатомиздат, 1985 (стр.39-43), содержащая регенеративные патроны РП-100, поглощающие диоксид углерода. В состав установки входят также баллоны А-40, содержащие сжатый кислород.
Недостатком такой системы регенерации воздуха является то, что при поглощении диоксида углерода патронами РП-100 выделяются водяные пары и тепло, а кроме того, патроны РП-100 не могут задерживать частицы пыли и продукты метаболизма, выделяемые людьми, находящимися в обслуживаемом помещении.
Известна приточно-вытяжная система вентиляции помещения с агрессивной и взрывопожароопасной средой (патент РФ №2323392, 2006 г.) - ближайший аналог. Система содержит генератор кислорода и жидкостно-газовый эжектор, соединенный трубопроводом с генератором кислорода, кроме того, к эжектору подключен через насос трубопровод от насоса, обеспечивающего подачу воды из поддона форсуночной камеры центрального кондиционера (ЦК) на форсунки, а выход эжектора соединен трубопроводом с форсуночной камерой ЦК. Эта система является по сути системой регенерации воздуха по кислороду. Ее недостатком является невозможность поглощения диоксида кислорода, т.к. она не имеет в своем составе необходимых для этого средств.
Целью предлагаемого изобретения является создание системы регенерации воздуха, обеспечивающей не только пополнение недостатка кислорода в воздухе помещений и взрывопожаробезопасность, но и эффективную работу средств поглощения диоксида углерода, позволяющую производить предварительную очистку регенерируемого воздуха от пыли, влаги и продуктов метаболизма, выделяемых в помещениях, в которых находятся люди.
Поставленная цель достигается за счет того, что система регенерации воздуха, содержащая генератор кислорода (ГК), жидкостно-газовый эжектор, соединенный трубопроводом с ГК и через насос соединенный другим трубопроводом, обеспечивающим подачу воды из поддона форсуночной камеры центрального кондиционера (ЦК) на форсунки, а выход жидкостно-газового эжектора соединен трубопроводом с форсуночной камерой ЦК, подающего воздух в обслуживаемое помещение, которое соединено воздуховодом с устройством для обработки газа, выход которого соединен воздуховодом с регенеративным патроном РП-100, предназначенным для поглощения диоксида углерода, выход РП-100 соединен с всасывающим патрубком вентилятора центрального кондиционера, при этом устройство для обработки газа соединено трубопроводом с теплообменником - источником хладоносителя (воды), а теплообменник присоединен трубопроводом к испарителю холодильной машины (ХМ).
Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся как в пополнении недостатка кислорода в воздухе помещений и обеспечении взрывопожаробезопасности, но и в эффективной работе средств поглощения диоксида углерода (патронов РП-100) за счет предварительной очистки регенерируемого воздуха от пыли, влаги и продуктов метаболизма благодаря применению для этой цели устройства для обработки газа.
Анализ аналогов показал, что заявляемая система регенерации воздуха является новой. Новизна решения заключается в том, что регенерируемый воздух, поступающий в систему регенерации из помещения, предварительно очищается от пыли, влаги и продуктов метаболизма, выделяющихся в помещении людьми, перед поступлением на регенеративный патрон типа РП-100, в устройстве для обработки газа, хладоносителем для которого служит вода, которая поступает от теплообменника предварительно охлажденной в холодильной машине. После поглощения диоксида углерода воздух поступает к всасывающему патрубку вентилятора центрального кондиционера, в котором воздух не только подвергается температурно-влажностной обработке, но и пополняется кислородом от генератора кислорода, причем взрывопожаробезопасность кислорода обеспечивается за счет его охлаждения в жидкостно-газовом эжекторе и в форсуночной камере ЦК.
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На чертеже (фиг.1) приведена предлагаемая система регенерации воздуха. Система, обслуживающая помещение 1, включает в себя генератор кислорода (ГК) 2, жидкостно-газовый эжектор 3, соединенный с ГК трубопроводом 4 и с насосом 5, с помощью трубопровода 6, через который на эжектор 3 поступает вода. От эжектора 3 охлажденный кислород поступает по трубопроводу 7 в поддон 8 форсуночной камеры 9 центрального кондиционера (ЦК) 10. Помещение 1 соединено с ЦК 10 воздуховодом 11. К последнему присоединен воздуховод 12, соединяющий помещение 1 с входом устройства для обработки газа 13, выполненное, например, по патенту РФ №2092228, выход которого соединен воздуховодом 14 с регенеративным патроном 15 (типа РП-100). Выход РП-100 воздуховодом 16 присоединен к всасывающему патрубку вентилятора 17 ЦК 10. Нагнетающий патрубок вентилятора 17 с помощью воздуховода 18 соединен с помещением 1. Теплообменник 19 является источником хладоносителя (воды), поступающей от него по трубопроводу 20 в устройство для обработки газа 13. Теплообменник 19 связан трубопроводами 21 и 22 с испарителем (на фиг.1 не показан) холодильной машины (ХМ) 23. Устройство для обработки газа 13 связано трубопроводами 24 и 25 через насос 26 с теплообменником 19. Клапаны 27, 28, 29, 30 предназначены для регулирования расходов воды, а клапаны 32 и 33 для открытия слива воды в канализацию. Клапан 27 регулирует подачу кислорода от ГК 2 к эжектору 3, а клапан 34 - подачу воздуха к устройству для обработки газа 13.
Система регенерации работает следующим образом. При переходе сооружения гражданской обороны на третий режим (режим изоляции) поступление наружного воздуха в сооружение прекращается. Находящиеся в помещениях люди при дыхании поглощают кислород и выделяют двуокись углерода, а также выделяют продукты метаболизма - в основном газы. При достижении допустимых предельных значений содержание двуокиси углерода в воздухе помещения, а также при понижении содержания кислорода до допустимых значений включается система регенерации воздуха. Система автоматики, управляющая системой регенерации, в предмет изобретения не входит и на фиг.1 не представлена. При этом открывается клапан 34, через который по воздуховоду 12 часть воздуха из помещения 1 поступает на центральный кондиционер 10, а другая часть (≈10÷15%) - на устройство для обработки газа 13, выполненное по патенту РФ №2092228, в которое от теплообменника 19 по трубопроводу 20 поступает хладоноситель (вода), предварительно охлажденный в холодильной машине 23. Теплообменник 19 присоединен трубопроводами 21 и 22 с испарителем холодильной машины 23. Отработанный хладоноситель (вода) возвращается в теплообменник 19 с помощью насоса 26 по трубопроводам 24 и 25, а конденсат, образовавшийся при работе устройства 13, сливается в канализацию через открытый клапан 32. В соответствии с описанием патента РФ №2092228 устройство для обработки газа позволяет осуществлять эффективную обработку последнего за счет удаления влаги и твердых нерастворимых в воде пылевых частиц. Кроме того, на скоагулированных каплях влаги и образующихся из них пленок жидкости, стекающих в поддон, растворяются газообразные продукты метаболизма, выделяемые находящимися в помещении людьми. В результате на вход регенеративных патронов РП-100 поступает воздух, в значительной мере очищенный от влаги и твердых пылевых частиц, а также продуктов метаболизма, что улучшает работу патронов РП-100 при поглощении ими двуокиси углерода из проходящего через них воздуха. Таким образом, к всасывающему патрубку вентилятора ЦК поступает воздух, очищенный от двуокиси углерода, влаги, пыли и продуктов метаболизма, и далее этот воздух поступает в помещение, обслуживаемое ЦК. При поступлении сигнала о снижении содержания кислорода в воздухе помещения ниже допустимого значения включается генератор кислорода 2, представляющий собой шкаф, в котором размещены патроны с химическим составом, который при подаче на патрон электрического импульса включает в действие химическую реакцию, протекающую с выделением кислорода и большого количества тепла. Температура кислорода достигает 150°C. Поэтому кислород необходимо охладить, что осуществляется с помощью жидкостно-газового эжектора 3, на который поступает кислород через открытый вентиль 28 от генератора 2 и вода, подаваемая от насоса 5, подсасывающая кислород от генератора 2. В результате кислород значительно охлаждается и далее по трубопроводу 7 поступает в поддон 8 оросительной камеры 9, где дополнительно охлаждается и смешивается с воздухом, обрабатываемым в ЦК, откуда воздух, очищенный от двуокиси углерода и продуктов метаболизма и пополненный кислородом, подается в помещение 1 вентилятором 17 центрального кондиционера.
Предлагаемая система регенерации воздуха является промышленно применимой, так как включает в себя применяемую систему по патенту РФ №2323392, а также применяемое устройство для обработки газа по патенту РФ №2092228, а регенеративный патрон РП-100 и центральный кондиционер много лет используются в сооружениях гражданской обороны.
Предлагаемая система регенерации воздуха по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет создать систему регенерации воздуха, обеспечивающую как пополнение недостатка кислорода в воздухе помещения, но и эффективную работу патронов РП-100 (поглощающих диоксид углерода) за счет предварительной очистки поступающего на них воздуха из помещений от частиц пыли и влаги, а также произвести очистку воздуха от газообразных продуктов метаболизма, выделяемых находящимися в обслуживаемом помещении людьми.