Приточно-вытяжной дефлектор

Полезная модель приточно-вытяжного дефлектора относится к области техники использования энергии природных атмосферных потоков воздуха (ветра) для естественной вентиляции помещений складского, хозяйственного, животноводческого назначения.
Известный аналог полезной модели дефлектора для естественной вентиляции помещений, создан в Центральном Аэрогидродинамическом Институте (ЦАГИ). Существенным отличительным признаком этой полезной модели дефлектора является использование для вентиляции помещений природной энергии ветра. Для этой цели корпус дефлектора размещают на кровле вентилируемого помещения в зоне действия динамического давления потоков ветра, которое создает, с противоположной стороны корпуса по направлению вектора давления, зону пониженного давления воздуха (разрежение воздуха) в которую поступает удаляемый из помещения воздух. Существенными недостатками полезной модели дефлектора ЦАГИ является:
- неэффективное использование отдельных потоков ветра с максимальной энергией динамического давления;
- выпадение конденсата влаги на поверхностях корпуса дефлектора;
- низкая эффективность естественной вентиляции помещений с повышенной герметичностью оконных проемов и ограждающих конструкций.
Наиболее близким аналогом патентуемой полезной модели приточно-вытяжного дефлектора является изобретение, которое относится к устройствам для кондиционированного обмена воздуха, преимущественно в животноводческих помещениях «Вентиляционное устройство для животноводческих помещений» патент №2084769 (прототип). Недостатком изобретенного прототипа является недостаточно эффективное использование естественной природной энергии для вентиляции помещений. Целью создания полезной модели приточно-вытяжного дефлектора является повышение эффективности использования природной энергии для естественной вентиляции помещений. Указанная цель достигается за счет конструкции приточно-вытяжного дефлектора позволяющей:
- использовать энергию отдельных потоков ветра с максимальным динамическим давлением;
- использовать энергию ускорения Кориолиса для перемещения воздуха;
- утилизировать тепловую энергию вытяжного воздуха.
Отличительными признаками полезной модели, которые обеспечивают получение технического результата, являются следующие конструктивные элементы:
- корпус с приточным, вытяжным патрубками и лопастью со стороны вытяжного патрубка;
- коаксиальный воздуховод, состоящий из приточного и вытяжного воздуховода с винтообразными направляющими пластинами.
Сущность создания полезной модели поясняется чертежом на Фигуре 1. Корпус 1 с напорным патрубком 2, вытяжным патрубком 3 и прикрепленной к нему лопастью 4 установлены на коаксиальном воздуховоде с возможностью поворачиваться вокруг вертикальной оси на шарнире 5. Напорный патрубок 2 подвижно соединен с напорным воздуховодом 6, а вытяжной патрубок 3 подвижно соединен с вытяжным воздуховодом 7 снабженным винтообразной пластиной 8. Коаксиальный воздуховод, состоящий из напорного воздуховода 6 и вытяжного воздуховода 7 с приемным патрубком 9, неподвижно установлен на кровле 10 вентилируемого помещения. Винтообразная пластина 8 установлена на внутренней поверхности воздуховода 7 для вихреобразной турбулизации потоков воздуха в дополнение к действию силы Кориолиса и улучшения теплообмена между приточным и вытяжным воздухом.
лам
а
Конструкция полезной модели работает следующим образом. Под действием энергии потоков ветра лопасть 4 поворачивает напорный патрубок 2 корпуса 1 навстречу потоку с максимальным динамическим давлением. Приточный воздух, проходя через напорный патрубок 2 по напорному воздуховоду 6, под действием динамического давления ветра поступает в вентилируемое помещение и создает в нем избыточное давление воздуха. Одновременно вытяжной патрубок 3 перемещается в зону пониженного давления воздуха, создаваемого корпусом 1. Воздух из верхней части вентилируемого помещения через приемный патрубок 9 под действием силы тяги, силы ускорения Кориолиса и избыточного давления воздуха в помещении поступает в вытяжной воздуховод 7 затем, через вытяжной патрубок 3, удаляется в зону пониженного давления атмосферного воздуха, создаваемого корпусом 1. При этом винтообразная пластина 8 на воздуховоде 7 дополнительно к силе ускорения Кориолиса закручивает ламинарный поток удаляемого воздуха, создавая этим турбулизацию восходящего вихря и увеличение интенсивности теплообмена в коаксиальном воздуховоде между приточным и вытяжным воздухом. Дополнительную энергию, получаемую от турбулизации потока вытяжного воздуха силой ускорения Кориолиса, можно определить по формуле:  где  - энергия турбулизированного потока воздуха; Е - энергия ламинарного потока воздуха; =1.05-2.0 коэффициент ускорения Кориолиса.
Указанная цель создания полезной модели повышение эффективности использования природной энергии для естественной вентиляции помещений достигается:
- ориентацией напорного патрубка приточно-вытяжного дефлектора навстречу вектору потока ветра с максимальной энергией динамического давления, а вытяжного патрубка в зону пониженного давления воздуха;
- созданием избыточного давления воздуха в помещении (по отношению к атмосферному) для вытеснения воздуха из помещения;
- использованием энергии силы ускорения Кориолиса для создания вихревого восходящего потока вытяжного воздуха;
- уменьшением аэродинамического сопротивления воздуховодов, за счет уменьшения вероятности выпадения и обмерзания конденсата влаги на поверхностях коаксиального воздуховода.
Экономический результат при использовании приточно-вытяжного дефлектора заключается в повышении эффективности использования экологически чистых природных источников энергии для вентиляции помещений.