Вентиляционно-отопительная установка с режимом охлаждения воздуха

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к электротепловым энергоэффективным устройствам, предназначенным для создания требуемых параметров микроклимата в производственных помещениях животноводческих ферм и свинарников.
Известна электротеплоутилизационная установка, содержащая вентиляторы приточного и удаляемого воздуха, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов,  патрубок подачи воздуха, выбросной и приточный воздуховоды, электроподогреватель приточного воздуха, установленный между приточным вентилятором и патрубком подачи воздуха, рециркуляционный канал, соединяющий через заслонку выбросной и приточный воздуховоды (патент РФ № 2296463, МПК А01К 29/00, А01К 31/20, F24H 3/04, опубл. 10.04.2007, Бюл. №10). К недостаткам установки следует отнести отсутствие системы очистки и обеззараживания удаляемого из помещения воздуха, что существенно ограничивает возможность применения рециркуляции внутреннего воздуха, увеличивает энергозатраты на дополнительный подогрев приточного воздуха, загрязнение окружающей среды.
Известно также устройство очистки воздушной среды животноводческих и птицеводческих помещений, содержащее вентилятор, охладитель, калорифер, озонатор, причем на линии движения воздушного потока установлены эжектор и сепаратор (патент РФ №2473213, МПК А01К 1/03, опубл.27.01.2013, Бюл. №3). Основным недостатком такого устройства является отсутствие устройства утилизации теплоты циркулирующего воздуха при его охлаждении до точки росы. При этом затраты энергии на его дополнительный  подогрев до требуемой температуры весьма велики. Не предусмотрена защита теплообменника от замерзания, образующегося из воздуха конденсата, что снижает эффективность его работы.
Известен электротеплоутилизатор с озонированием и рециркуляцией воздуха, содержащий  вентиляторы приточного и удаляемого воздуха, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов, патрубок подачи воздуха, выбросной и приточный воздуховоды, электроподогреватель приточного воздуха,  фильтры очистки воздуха, распределитель приточного воздуха, озонатор коронного разряда с трубопроводами подачи озона, рециркуляционный канал с заслонкой и смесительной камерой (патент РФ № 233727, МПК F24F 3/147, F24F 3/16, F24F 12/00, опубл. 27.10.2008, Бюл. №30).
Недостатками известного электротеплоутилизатора являются недостаточное качество очистки и обеззараживания воздуха, ограничение рециркуляции внутреннего воздуха приводит к дополнительным затратам энергии на подогрев приточного воздуха путем продолжительного включения встроенного пикового электроподогревателя, возможность замерзания образующегося конденсата на поверхности теплообмена со стороны удаляемого воздуха. Это приводит к ухудшению теплообмена и снижению эффективности работы теплообменника.
У всех вышеперечисленных установок не предусмотрен режим охлаждения приточного воздуха в теплый период года, когда температура в помещении становится выше допустимой.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты, озонированием и рециркуляцией воздуха, содержащая вентиляторы приточного и удаляемого воздуха, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов, патрубок подачи воздуха, выбросной и приточный воздуховоды, электроподогреватель приточного воздуха, фильтры очистки воздуха, распределитель приточного воздуха, озонатор коронного разряда с трубопроводами подачи озона, рециркуляционный канал, побудительный вентилятор, эжектор и влагоотделитель (патент РФ № 2555657, МПК F24F 3/147, опубл. 10.07.2015, Бюл. №19).
Недостатками прототипа являются: отсутствие режима охлаждения приточного воздуха для поддержания заданной температуры воздуха внутри животноводческого помещения в теплый период года, когда температура воздуха в нем превышает допустимую, ограниченное использование установки только в течение отопительного периода, при этом  для охлаждения воздуха внутри животноводческого помещения требуется дополнительное автономное оборудование.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение требуемых параметров микроклимата и в первую очередь температуры в рабочей зоне размещения животных производственных помещений ферм и свинарников путем подогрева и охлаждения приточного воздуха в течение круглогодичного содержания животных  при значительном снижении энергетических и полных затрат на систему обеспечения микроклимата.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется  возможность обеспечить охлаждение приточного вентиляционного воздуха в наиболее теплый период года с помощью применения воздушно-водяного  теплообменника поверхностного типа, по которому циркулирует холодная вода (из скважины, водопровода, холодильной установки и др.), повышаются функциональность, эффективность и годовой коэффициент загрузки установки, расширяется область применения вентиляционно-отопительной установки,  что в целом обеспечивает экономию энергетических и полных затрат на систему обеспечения микроклимата.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что вентиляционно-отопительная установка  с режимом охлаждения воздуха, содержащая вентиляторы приточного и удаляемого воздуха, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов, патрубок подачи воздуха, выбросной и приточный воздуховоды, электроподогреватель приточного воздуха, фильтры очистки воздуха, распределительный воздуховод, озонатор коронного разряда с трубопроводами подачи озона, рециркуляционный канал, побудительный вентилятор, эжектор и влагоотделитель, согласно полезной модели, снабжена воздушно-водяным теплообменником с подводящим и отводящим патрубками холодной воды, при этом воздушно-водяной теплообменник установлен между патрубком подачи воздуха и распределительным воздуховодом по пути движения приточного воздуха.
В вентиляционно-отопительной установке с режимом охлаждения воздуха воздушно-водяной теплообменник по принципу действия выполнен поверхностного типа.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема вентиляционно-отопительной установки  с режимом охлаждения воздуха.
Установка включает в себя вентилятор удаляемого воздуха 1, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов 2, вентилятор приточного воздуха 3, пиковый электроподогреватель приточного воздуха 4, патрубок подачи воздуха 5, воздушно-водяной теплообменник 6, распределительный воздуховод приточного воздуха 7, отводящий патрубок воды 8, подводящий патрубок холодной воды 9, тройник 10, гибкие трубопроводы подачи озона 11, озонатор коронного разряда 12, фильтр удаляемого воздуха 13, фильтр приточного воздуха 14, приточный воздуховод 15, рециркуляционный канал 16, влагоотделитель 17, эжектор 18, побудительный  вентилятор 20, воздуховод выбросного воздуха 21.
Воздушно-водяной теплообменник 6 с отводящим патрубком воды 8 и подводящим патрубком холодной воды 9 установлен между патрубком подачи воздуха 5 и распределительным воздуховодом 7 по пути движения приточного наружного воздуха.
Работает вентиляционно-отопительная установка с режимом охлаждения воздуха следующим образом.
В режиме отопления теплый и влажный воздух из помещения с помощью вытяжного вентилятора 1 забирается через всасывающее отверстие теплообменника 2 проходит через фильтр 13, где очищается от механических примесей и, охлажденный и осушенный в процессе теплообмена, через воздуховод выбросного воздуха 21 удаляется на улицу. Наружный воздух забирается через отверстие приточного воздуховода 15 с помощью приточного вентилятора 3, проходит через фильтр 14 и подается в теплообменник 2, и подогретый в процессе теплообмена с теплым удаляемым внутренним воздухом, по патрубку подачи воздуха 5 поступает в электрический подогреватель 4, в котором при необходимости, дополнительно подогревается до требуемой температуры. После него приточный воздух подается в  распределительный воздуховод 7, где после смешивания с озоном, поступающего от озонатора коронного разряда 12 через тройник 10 и трубопровод 11, подается в места расположения животных.
При снижении температуры наружного воздуха ниже величины, при которой происходит обмерзание теплообменной поверхности со стороны удаляемого из помещения воздуха, включается побудительный вентилятор 20, заборное устройство которого расположено в канале воздуховода  выбросного воздуха 21, и часть отработанного теплого воздуха помещения, подается в рециркуляционный канал 16. В эжекторе 18  создаются условия образования  водяного аэрозоля (тумана), а при помощи гибкого трубопровода 11 подсасывается озон из озонатора 12. Происходит качественное  перемешивание рециркуляционного воздуха с озоном, что приводит к  и интенсификации  абсорбции углекислого газа и других вредных веществ, а также к уничтожению вредной микрофлоры, содержащихся в рециркуляционном воздухе.
Во влагоотделителе 17, происходит осушение рециркуляционного воздуха, после чего он подается в приточный воздуховод 15,  где смешивается с приточным наружным воздухом. Отделившаяся при этом влага, содержащая растворы солей и другие  загрязнения, образовавшиеся после обработки воздуха озоном, удаляется в канализацию.
При таком углубленном способе очистки внутреннего воздуха допускается  его 75%-ая  рециркуляция.
В режиме охлаждения приточный  воздух под действием  электровентилятора приточного воздуха 3 последовательно проходит приточный воздуховод 15, теплообменник из полимерных материалов 2, электрический подогреватель 4 (в этом режиме отключен), патрубок подачи воздуха 5 и попадает в воздушно-водяной теплообменник поверхностного типа 6, где в результате процесса теплообмена охлаждается холодной водой, поступающей в теплообменник 6 при помощи подводящего  патрубка холодной  воды 9 и удаляющейся из него с помощью отводящего патрубка воды 8. Далее охлажденный приточный воздух попадает в распределительный воздуховод 7 и направляется в места расположения животных.