УСТРОЙСТВО ВЕНТИЛЯЦИИ С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ТЕПЛА

Полезная модель относится к технике вентиляции помещений, в частности к устройствам рекуперации тепла вытяжного воздуха.
Современные энергетические проблемы увеличили спрос на новейшие конструкции и удешевление принудительной приточно-вытяжной вентиляции, особенно при массовом спросе на рекуператоры тепла.
Замена и обогрев воздуха в жилых помещениях мегаполисов привели к появлению новейших более эффективных конструкций рекуператоров.
Так, согласно Патенту Украины 101552 Теплообменник / 25.09.2015, Бюл. №18/ заявлен 2015 г., зарегистрировано рекуперативное устройство комбинированного типа для вентиляционных систем, которое содержит корпус, систему направленных воздухопроводов, содержит ячейковую конструкцию, которая состоит из трех зон с различным функциональным назначением, увеличением активных площадей течения теплоносителей.
Патентом Украины №27057 Трубчатый рекуператор 22.06.2007 зарегистрировано рекуперативное устройство со сложными Г-образными воздухопроводами, перфорированными отверстиями стенок и сложным вентилятором с крыльчатками противоположного вращения, что приводило к значительным энергозатратам за счет излишней турбулентности движения воздуха в воздухопроводах.
Указанные устройства сложны в производстве и не отвечают современным требованиям экономии энергии.
Задачей предлагаемого решения является техническое и технологическое упрощение устройства для производства и экономии тепла у потребителя.
Поставленная задача решается тем, что в устройство вентиляции с рекуперацией тепла, которое включает рекуператор с воздухопроводами, вентилятором и теплообменником, соединенные между собой и вмонтированные в стену помещения, между его внешней и внутренней поверхностями, в отверстие между внешней и внутренней поверхностями помещения установлены два прямоточных концентрических цилиндра 3, 4, между которыми по внешней поверхности внутреннего цилиндра 4 прикреплен Ω-образный в разрезе гофр-теплообменник, а на внутренней поверхности цилиндра 4 дополнительно противоположно установлены внешний и внутренний вентиляторы 5 и 8, отверстия устройства оснащены соответствующими внешней 10 и внутренней 14 крышками, где внутренняя крышка 10 соответственно оснащена решеткой 11 приточного воздуха и щелью 12 оттока внутреннего воздуха с рассеивателем 13 воздуха, крышка 14 внешняя дополнительно оснащена отверстием 15 слива конденсата, вынесенным за плоскость поверхности внешней стены 1, решеткой 16 воздуха и решеткой 17 выброса внутреннего воздуха, между теплообменником 6 и внешней стенкой внутреннего цилиндра 4 дополнительно установлен элемент 7 нагревательный.
Устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1-7 изображено
Фиг. 1. Продольный разрез устройства, где
1 - поверхность внешняя стены помещения
2 - поверхность внутренняя стены
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
7 - элемент нагревательный теплообменника
8 - вентилятор внутренний
9 - перегородка делительная
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного (чистого воздуха)
12 - щель притока воздуха
13 - рассеиватель воздуха
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
16 - решетка забора внешнего приточного воздуха
17 - решетка выброса внутреннего теплого воздуха
18 - отверстие для монтажа устройства.
Фиг. 2. Поперечный разрез устройства с «вырезом» внутренней крышки, где видно
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
6 - теплообменник
8 - вентилятор внутренний
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного воздуха.
Фиг. 3. Поперечный разрез устройства с «вырезом» внешней крышки, где видно
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
17 - решетка выброса внутреннего воздуха.
Фиг. 4. Продольный разрез устройства с изображением движения воздуха в статике, где видно
1 - поверхность внешняя стены помещения
2- поверхность внутренняя стены
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
7 - элемент нагревательный теплообменника
8 - вентилятор внутренний
9 - перегородка делительная
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного (чистого воздуха)
12 - щель притока воздуха
13 - рассеиватель воздуха
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
16 - решетка забора внешнего приточного воздуха
17 - решетка выброса внутреннего теплого воздуха
18 - отверстие для монтажа устройства.
При неработающих вентиляторах 5, 8 вентиляция осуществляется через цилиндры 3, 4 по обычным законам физики.
Внешний воздух (холодный) за счет перепада давлений проникает через решетку забора 16 в пространство между цилиндрами 3 и 4, проходит через теплообменную поверхность гофра-теплообменника 6, после чего проходит сквозь отверстия в цилиндре 4 внутреннем, обходит рассеиватель 13 воздуха и поступает в помещение через решетку 11 внутренней крышки 10. Процесс, описанный выше, можно заменить изменением положения внутренней крышки 10, тогда процесс движения воздуха в устройстве не будет осуществляться.
Устройство установлено в стенное отверстие без дополнительных монтажно-слесарных работ, уплотнено традиционными средствами, выставлено с возможностью движения воздуха и оттока конденсата самотеком, без применения спецканалов и емкостей, что не разрушает здание.
Устройство, само по себе, без включения вентиляторов 5, 8 служит первичным вентиляционным средством помещения. (Фиг. 4)
Сопутствующая вредная микрофлора, которая скапливается в устройстве, также не угрожает пользователю.
Работа устройства в динамике.
На фиг. 5 показан продольный разрез устройства с изображением движения воздуха при работе одного - внутреннего - вентилятора, где
1 - поверхность внешняя стены помещения
2 - поверхность внутренняя стены
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
7 - элемент нагревательный теплообменника
8 - вентилятор внутренний
9 - перегородка делительная
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного (чистого воздуха)
12 - щель притока воздуха
13 - рассеиватель воздуха
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
16 - решетка забора внешнего приточного воздуха
17 - решетка выброса внутреннего теплого воздуха
18 - отверстие для монтажа устройства.
Внешний воздух (холодный) под воздействием вентилятора 8 внутреннего при вращении лопастей на его рабочем колесе проникает через решетку 16 забора в пространство между цилиндрами 3 и 4, проходит вдоль теплообменной поверхности гофра-теплообменника 6, после чего проходит сквозь отверстия в цилиндре 4 внутреннем и попадает в пространство внутреннего цилиндра 4, обходит рассеиватель 13 воздуха и поступает в помещение через решетку 11 внутренней крышки 10.
Перегородка 9, установленная внутри цилиндра 4 внутреннего, обеспечивает разделение потоков, когда теплый и холодный воздух в устройстве не смешиваются.
На фиг. 6. Продольный разрез устройства с изображением движения воздуха при работе одного вентилятора - внешнего
1 - поверхность внешняя стены помещения
2 - поверхность внутренняя стены
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
7 - элемент нагревательный теплообменника
8 - вентилятор внутренний
9 - перегородка делительная
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного (чистого воздуха)
12 - щель притока воздуха
13 - рассеиватель воздуха
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
16 - решетка забора внешнего приточного воздуха
17 - решетка выброса внутреннего теплого воздуха
18 - отверстие для монтажа устройства.
Внутренний теплый воздух под воздействием вентилятора 5 внешнего при вращении лопастей на его рабочем колесе проходит через щель 12 оттока внутреннего воздуха, попадает в пространство между цилиндрами 3 и 4, проходит вдоль теплообменной поверхности гофра-теплообменника 6, таким образом передает свою тепловую энергию и нагревает (охлаждает) стенки гофра-теплообменника 6, после чего проходит сквозь отверстия в цилиндре 4 внутреннем и попадает в пространство внутреннего цилиндра 4, и удаляется наружу через решетку 17 выброса внешнего воздуха, которая находится на крышке 14 внешней.
На фиг. 7 продольный разрез устройства с изображением воздуха при одновременной работе обоих вентиляторов вместе
1 - поверхность внешняя стены помещения
2 - поверхность внутренняя стены
3 - цилиндр внешний
4 - цилиндр внутренний
5 - вентилятор внешний
6 - теплообменник
7 - элемент нагревательный теплообменника
8 - вентилятор внутренний
9 - перегородка делительная
10 - крышка внутренняя
11 - решетка приточного (чистого воздуха)
12 - щель притока воздуха
13 - рассеиватель воздуха
14 - крышка внешняя
15 - отверстие слива конденсата
16 - решетка забора внешнего приточного воздуха
17 - решетка выброса внутреннего теплого воздуха
18 - отверстие для монтажа устройства.
При одновременной работе обоих вентиляторов, а именно: вентилятора 8 внутреннего и вентилятора 5 внешнего, воздушные потоки, которые двигаются в противоположных направлениях, проходят вдоль стенки гофра-теплообменника 6, таким образом внутренний воздух передает свою тепловую энергию и нагревает (охлаждает) стенки гофра-теплообменника 6. При прохождении внешнего воздуха вдоль стенок гофра-теплообменника 6 под воздействием температуры поверхности он нагревается (охлаждается) и попадает в помещение.
При прохождении разного по температуре приточного и вытяжного воздуха вдоль гофра - теплообменника 6 между ними происходит теплообмен (рекуперация).
По сути предлагаемого решения цилиндр 3 предлагаемого устройства вместе с цилиндром 4 вкладывается в отверстие 18 стены с выпуском крышек 10, 14 за плоскости поверхностей 1, 2 стены помещений таким образом, чтобы цилиндр 4 внутренний с прикрепленными на нем гофром-теплообменником 6, вентиляторами 5 и 8, рассеивателем 13, элементом 7 нагревательным, перегородкой 9 обеспечивали вентиляцию и теплообмен в воздухопроводах и рекуперацию встречных потоков приточно-вытяжной вентиляции.
Отверстие 15 слива конденсата, установленное вне тела здания, служит средством против замокания стен и делает невозможным распространение вредной микрофлоры в отверстии 18.
Радиальная щель 12 оттока внутреннего воздуха органично скомпонована на поверхности цилиндра 4 внутреннего, служит эффективным забором внутреннего «теплого» воздуха.
Устройство явно упрощено, что способствует его надежности и продолжительности использования.
Промышленный выпуск устройства планируется на 4-й квартал 2020 г.