ДЕФЛЕКТОР

Предлагаемая полезная модель относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использована в естественной канальной вентиляции зданий и сооружений различного назначения: жилых, общественных, промышленных, а также погребов, подвалов, гаражей и др.
Известны специальные насадки - дефлекторы [1], устанавливаемые на концах вытяжных труб или в устье шахт гражданских зданий, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах производственных зданий. Назначение дефлектора - усилить вытяжку загрязненного воздуха из различных помещений.
Работа дефлектора основана на использовании энергии потока воздуха - ветра. Увеличить скорость удаляемого воздуха в вытяжной трубе (шахте), соответственно, повысить его скоростной (динамический) напор и естественную вентиляцию в помещении можно за счет установки над устьем вытяжного устройства насадки в виде сопла Вентури [1, 2].
При движении воздуха через сопло Вентури в сечениях ее элементов статическое и динамическое давление воздушного потока отличаются значительно друг от друга. В горловине, где сечение потока наименьшее, а скорость наибольшая, динамическое давление потока возрастает, а статическое давление снижается, что увеличивает степень разрежения. И, наоборот, на выходе из диффузора, где сечение потока наибольшее, динамическое давление уменьшается, а статическое давление увеличивается. Таким образом, сопло Вентури используют в качестве эжектирующего элемента. Установлено [1], что степень разрежения в канале горловины зависит от ширины горловины и скорости ветра, она повышается с увеличением скорости ветра.
Известен дефлектор [3], устанавливаемый на вертикальном вентиляционном стояке и содержащий три конических диска выполненных простой конической формы с одним и тем же наружным диаметром и углом конусности, равным 30°, соединенных между собой вертикальными стойками, два из которых выполнены усеченными, смещены друг относительно друга по оси дефлектора и обращены навстречу друг другу с образованием канала с профилем сопла Вентури для прохода наружного и отвода удаляемого загрязненного воздуха из помещения. Нижний диск, прилегающий к вентиляционному стояку, выполнен с отбортовкой в сторону верхнего и центральным отверстием, имеющим диаметр, равный диаметру отверстия вентиляционного стояка. Третий конический диск размещен над верхним диском. Между дисками по периметру основания установлена защитная сетка, которая закреплена на стойках дефлектора. При этом отношение расстояния между малыми основаниями усеченных дисков - h к диаметру отверстия - d равно 0,3-0,4. Данный дефлектор является наиболее близким аналогом к предлагаемой модели дефлектора.
Однако известный дефлектор обеспечивает высокую эффективность работы за счет подбора оптимальной величины просвета между коническими дисками для определенной скорости ветра, которая фиксируется на стадии его изготовления. В то же время известно, что численное значение средней скорости ветра имеет различное значение в зависимости от географического расположения вентилируемого объекта и периода года (теплого или холодного) [4]. Поэтому эффективность работы изготовленного дефлектора зависит от местных климатических условий, периода года, и его конструктивное исполнение не позволяет изменить (повысить) ее в процессе эксплуатации.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности работы дефлектора для вытяжки загрязненного воздуха из помещений в системе естественной вентиляции в процессе эксплуатации, в частности, путем увеличения воздушного разрежения в насадке при изменении скорости ветра за счет изменения расстояния между малыми основаниями усеченных дисков.
Для достижения указанного технического результата стойки дефлектора снабжены резьбой на концах для гаек, которые располагаются сверху и снизу отверстий по периметру большого основания конических дисков. Данное конструктивное исполнение позволяет изменять расстояние между малыми основаниями усеченных дисков - h, соответственно оптимизировать его отношение к диаметру - d отверстия вентиляционного стояка в процессе эксплуатации в зависимости от фактической скорости ветра.
Схема предлагаемого дефлектора для вытяжки загрязненного воздуха из помещений приведена на фиг. 1.
Позиции на фиг. 1 обозначают:
1 - конический диск; 2, 3 - усеченные диски; 4 - стойки; 5 - сетка; 6 -отверстие; 7 - укосины; 8 - патрубок.
Схема крепления дисков к стойкам представлена на фиг. 2, 3.
Позиции на фиг. 2, 3 обозначают:
1 - основание диска; 2, 3 - гайки; 4 - стойка;
Дефлектор для вытяжки загрязненного воздуха из помещений содержит три конических диска 1, 2, 3 выполненных простой конической формы с одним и тем же наружным диаметром и углом конусности, равным 30°, соединенных между собой вертикальными стойками 4, два из которых выполнены усеченными, смещены друг относительно друга по оси дефлектора и обращены навстречу друг другу с образованием канала с профилем трубы Вентури для прохода наружного и отвода удаляемого загрязненного воздуха из помещения. Нижний диск 3, прилегающий к патрубку 8 вентиляционного стояка, выполнен с отбортовкой в сторону верхнего и центральным отверстием, имеющим диаметр, равный диаметру отверстия вентиляционного стояка. Третий конический диск 1 размещен над верхним диском 2. Между дисками по периметру основания установлена защитная сетка 5, которая закреплена на стойках дефлектора 4. Стойки снабжены резьбой на концах для гаек, которые располагаются сверху и снизу отверстий по периметру основания конических дисков.
Схема крепления дисков к стойкам обеспечивает их жесткую фиксацию относительно друг друга, возможность изменения и настройки зазора - расстояния между усеченными дисками с целью обеспечения оптимального соотношения h/d в зависимости от скорости ветра.
Для повышения механической жесткости крепления конического диска 3 к патрубку вентиляционного стояка 8 предусмотрены укосины 7.
Дефлектор для вытяжки загрязненного воздуха из помещений работает следующим образом.
Наружный воздух за счет энергии ветра поступает в канал, образованный двумя усеченными коническими дисками 2, 3, последовательно проходит его конусную сужающую (конфузорную) часть, зазор (горловину) между малыми основаниями усеченных конусов, расширяющую (диффузорную) часть и выходит в атмосферу. При этом в горловине возникает эжектирующий эффект из-за снижения статического давления и повышения динамического давления. Возрастает движущая сила процесса (естественной вентиляции) - разность статического давления на входе-выходе воздуха в патрубке 8 для вытяжной трубы вентиляционной системы помещения, что способствует увеличению скорости удаляемого воздуха, т.е. его расходу, повышается воздухообмен с окружающей средой.
Для обеспечения наибольшей эффективности работы дефлектора при изменении скорости ветра существует возможность изменить (уменьшить или увеличить) расстояние между малыми основаниями усеченных дисков h, соответственно, отношение h/d, за счет изменения длины стоек 4 между усеченными дисками 2, 3 при помощи резьбового гаечного крепления, т.е. оптимизировать процесс удаления загрязненного воздуха в процессе эксплуатации в данном климатическом районе.
В отдельных случаях применение разработанного устройства для вытяжки загрязненного воздуха из помещений исключает применение вентиляторов для механического удаления воздушной среды, т.е. способствует экономии материальных средств и энергоресурсов.
Таким образом, к достоинствам заявляемой полезной модели - дефлектора для вытяжки загрязненного воздуха из помещений следует отнести:
- повышение эффективности канальной естественной вентиляции за счет возможности оптимизации движущей силы процесса - разности статического давления воздуха на входе - выходе в вентиляционном канале помещений в процессе эксплуатации при изменении скорости ветра, что способствует в одних случаях - улучшению санитарно-гигиенических условий в помещениях, в других случаях - сокращению времени для подготовки овощехранилищ к хранению продукции и т.д.;
- экономия материальных средств;
- экономия энергоресурсов.
Источники информации
1. Аверкин А.Г., Экспериментальные исследования эффективности работы устройств для удаления загрязненного воздуха их помещений / А.Г. Аверкин, М.А. Иванкин, Ю.В. Родионов, О.В Тараканов // Научный вестник Воронеж, гос. арх. - строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2012. - №2(26). - С. 23-28.
2. Пат. 2410608 Российская Федерация, МПК F24F 7/02, F23L 17/02. Устройство для удаления загрязненного воздуха из помещения / Аверкин А.Г., Еремкин А.И., Миронов К.В., Иванкин М.А.; заявитель и патентообладатель Пенз. гос. ун-т арх. и стр. - №2008122123; заявл. 02.06.08; опубл. 27.01.11. Бюл. №3.
3. Пат. 24722 Российская Федерация МПК F24F 7/00 Дефлектор / Одноволов А.И.; заявитель и патентообладатель Одноволов А.И. - №2002102700/20; заявл. 08.02.02; опубл. 20.08.02. Бюл. №23.
4. СНиП 23.01.99. Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000.