Модульная тепловая воздушная завеса для защиты проемов ворот с изменяемым вектором направления воздушной струи и регулируемой шириной щели
MODULAR THERMAL AIR CURTAIN FOR PROTECTION OF GATE OPENINGS WITH VARIABLE VECTOR OF AIR JET DIRECTION AND ADJUSTABLE WIDTH OF SLOT

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к отопительно-вентиляционному оборудованию для поддержания микроклимата в помещениях сельскохозяйственного назначения, например, коровники, телятники и др., и защиты проемов ворот от проникновения холодного воздуха  в отапливаемое помещение.
Известна универсальная воздушная завеса, содержащая в тамбуре две воздушные завесы: на входе в тамбур и в зоне примыкания тамбура к зданию, в которой используют воздух вытяжной вентиляции, удаляемый из производственного здания, внутри которого установлена третья воздушная завеса с вентилятором и калорифером, при этом высота воздушных стояков последних выполнена на высоте 1,9-2,1 м от уровня пола, а для завес тамбура подают теплый (нагретый) воздух, который удаляется вытяжной вентиляцией; третью воздушную завесу, расположенную внутри здания, используют для воздушного отопления; воздуховоды для воздушных завес тамбура прокладывают внутри тамбура (патент РФ № 2202077, МПК F24F9/00, опубл.10.04.2003).
Известна воздушно- тепловая завеса, установленнаяв воротах здания, содержащая калорифер, вентилятор, воздуховоды и воздухораспределитель, который содержит полость равного статического давления с основными ивспомогательными соплами,которая позволяет снизить ресурсоемкость путем изменения структуры струи завесы с целью уменьшения расхода воздуха, но она не позволяет в случае уменьшения скорости проникновения наружного воздуха изменить режим работы в сторону уменьшения начальной струи расхода воздуха (патент РФ № 56568, МПК F24F9/00).
Недостатками известных установок является то, что они не отвечают специфическим условиям работы в сельскохозяйственных зданиях  с различными технологическими характеристиками, конструктивными особенностями зданий и многообразием климатических зон их расположения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является универсальная воздушная завеса, содержащая в тамбуре две воздушные завесы, на входе в тамбур и в зоне примыкания тамбура к зданию,  для этих завес используют воздух вытяжной вентиляции, удаляемый из производственного здания, внутри которого установлена третья воздушная завеса с вентилятором и калорифером, при этом высота воздушных стояков последних выполнена на высоте 1,9-2,1 м от уровня пола, а для завес тамбура подают теплый (нагретый) воздух, который удаляется вытяжной вентиляцией; третью воздушную завесу, расположенную внутри здания, используют для воздушного отопления; воздуховоды для воздушных завес тамбура прокладывают внутри тамбура (патент РФ № 2202077, МПК F24F9/00, опубл.10.04.2003).
Недостатком известной установки является то, что она не отвечает многочисленным требованиям защиты сельскохозяйственных зданий от проникновения воздушных масс в помещения и сложность установки в эксплуатации.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат,  предотвращение проникновения наружного воздуха в сельскохозяйственные здания и создание воздушного барьера для инфильтрации воздуха помещения наружу через дверные проемы с учетом их применения для сельскохозяйственных зданий в разных климатических зонах.
В результате использования предлагаемого изобретения модульные воздушные завесы шиберующего и смешивающего типа для защиты проемов ворот позволят применять их для всех сельскохозяйственных зданий, распложенных в разных климатических зонах, снизить расход воздуха и энергозатраты для его нагрева за счет того, чтоизменяется вектор направления воздушной струи, ширина щели истечения, регулируемой производительностью по воздуху и температуре.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что модульная  тепловая воздушная завеса для защиты проемов ворот с изменяемым вектором направления воздушной струи и регулируемой шириной щелишиберующего и смесительного типа, установленная в ворота здания, горизонтально при верхней подачи струи, вертикально с односторонней или с двухсторонней подачей струи, включает калорифер, вентилятор, воздуховоды, воздухозаборный переключающий клапан, воздухораспределитель, расположенный вертикально или горизонтально относительно проема, согласно изобретению, воздухораспределитель состоит из модулей длиной до 1м, при этом количество модулей воздухораспределителя перекрывают длину дверного проема по  высоте или ширине в зависимости от способа установки в проеме ворот, а каждый модуль выполнен в виде встроенных полых цилиндрических поверхностей, причем внутренний неподвижный корпус имеет вид цилиндрического сектора с величиной разреза 72° - 75°, а внешняя поверхность модуля выполнена  в виде цилиндрического сектора с разрезом шириной до200 мм по его длине, и с установленными на внешнем корпусе поверхности и плотно прилегающими к нему направляющими по всей длине, регулирующие ширину щели, сзакрепленными на торцах направляющих насадками, формирующие плоскую воздушную струю, изменяется ширина щели перемещением направляющих по поверхности внешнего цилиндра с величиной от 50 до 200 мм, а внешний цилиндр модуля имеет сектор вращения относительно внутреннего неподвижного корпуса цилиндра на  угол  72° - 75° и ограничен величиной разреза на внутренним неподвижном корпусе цилиндра, при этом крайние положения направляющих ограничены кромками разреза внутреннего неподвижного цилиндра и кромками разреза вешнего цилиндра, а корпус неподвижного цилиндра воздухораспределителя ориентирован относительно его центральной оси и плоскости параллельной проему ворот таким образом, что угол между этой плоскостью и плоскостью,  образованной осевой линией центрального цилиндра и линией кромки разреза центрального цилиндра, составляет 60°, обращенной  наружу здания и 12-15° к внутренним помещениям здания, при этом направление вектора воздушной струи изменяется поворотом внешней поверхности модуля относительно неподвижного центрального цилиндра в пределах 72-75°.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема модульной тепловой воздушной завесы для защиты проемов ворот с изменяемым вектором направления воздушной струи и регулируемой шириной щели, на фиг.2 представлен разрез модуля воздухораспределителя.
Установка содержит заборные трубопроводы 1 и 2, воздухозаборный переключающий клапан  3, вентилятор с регулируемой производительностью по воздуху 4, калорифер с регулируемой мощностью 5,соединительные и распределительные трубопроводы 6, вертикальный или горизонтальный модульный воздухораспределитель 7. Модульный распределитель 7 состоит из модулей 8. Модуль 8 содержит внутренний неподвижный корпус 9, внешняя поверхность модуля 10, направляющие 11, насадки 12. Ворота 13 и стены здания 14.
Заборные трубопроводы 1 и 2 соединены с входами воздухозаборного переключающего клапана 3. Выход воздухозаборного переключающего клапана 3 соединен с входом вентилятора 4. Выход вентилятора 4 соединен с калорифером 5, выход которого распределительными трубопроводами с входами модульного воздухораспределителя 7.
Работаетмодульная  тепловая воздушная завеса для защиты проемов ворот с изменяемым вектором направления воздушной струи и регулируемой шириной щелиследующим образом.
В зависимости от сезона года (зима, осень-весна) и наружной температуры воздуха устанавливается положение воздухозаборного клапана 3: при низких наружных температурах забор воздуха осуществляется из помещения; в переходный и летний период года забор воздуха осуществляется как снаружи, так и из внутри. Через заборные воздухопроводы 1 или 2 и воздухозаборный клапан 3, нагнетаемый вентилятором 4 воздух поступает в калорифер 5 и подогревается до температуры, регламентируемой технологическими нормами для помещений сельскохозяйственного назначения. По распределительным воздухопроводам 6 воздух поступает на вход модульного воздухораспределителя, формирующий в дверном проеме  плоскую воздушную струю, которая препятствует проникновению наружных воздушных масс в помещение или инфильтрации внутреннего воздуха наружу. Воздушно- тепловая завеса работает по шиберующиму типу. При этом скорость истечения воздушной струи для каждого отдельного модуля 8 определяется шириной щели, регулируемой перемещением направляющих 11 по поверхности внешнего цилиндра 10, и изменением производительности по воздуху вентилятором 5, а направляющие насадки 12 формируют плоскую струю. Направление истечения струи осуществляется изменением угла поворота внешнего цилиндра 10 относительно неподвижного внутреннего 9, причем вектор начальной скорости истечения струи зависит от градиента давлений по обе стороны проема. При избыточном наружным давлении угол направлении струи устанавливается в пределах +0-60° и  0 - (–15°) в противном случае, а величина и вектор начальной скорости истечения должны формировать устойчивую плоскую струю в пределах ширины перекрываемого проема. В переходные и летние периоды года при возникновении излишек тепла модульная завеса работает по смешиваемому типу с внутренним забором воздуха при условии, если температура внутреннего воздуха выше наружного и с наружным забором, если температуры наружного и внутреннего воздуха помещения близки по абсолютному значению. При этом ширина щели, регулируемой перемещением направляющих 11 по поверхности внешнего цилиндра 10, устанавливается на максимальное значение, определяемой  величиной разреза 72° - 75°цилиндрического сектора неподвижного корпуса цилиндра 9, а  угол направлении струи составляет 0° к плоскости проема ворот. Производительность по подачи воздуха вентилятором 5 в завесу определяется максимальным удалением излишка тепла из помещения. Модульные воздушные завесы 8 шиберующего и смешивающего типа для защиты проемов ворот 13 позволяют применять их для всех сельскохозяйственных зданий 14.
Применение модульной тепловой воздушной завесы для защиты проемов ворот с изменяемым вектором направления воздушной струи и регулируемой шириной щели обеспечит предотвращение  проникновения наружного  воздуха в сельскохозяйственные здания и создание воздушного барьера от  инфильтрации воздуха помещения наружу через дверные проемы и позволит использовать завесы для разных сельскохозяйственных зданий в различных климатических зонах.