УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ
DEVICE FOR ROOM VENTILATION

Изобретение относится к вентиляции и может быть использовано в промышленных и гражданских зданиях.
Известно устройство для вентиляции помещения (см. патент РФ на полезную модель №63507, МПК F24F 7/06, 2007, бюл. №5), содержащее приточную магистраль, воздухопровод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, причем с внутренней стороны приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки, продольно размещенные от входного к выходному сечениям.
Недостатком устройства является значительная концентрация загрязнений, поступающих с воздухом от вентилятора, на выходе из суживающегося сопла, что приводит к резкому снижению нормированных технологических параметров по качеству чистоты воздуха в помещении, особенно при изготовлении и/или испытании электронных изделий.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение технологических параметров по чистоте вентилируемого воздуха помещений путем устранения поступления загрязнений в виде ржавчины и окалины от воздухопровода, пыли и мелкодисперсной влаги после вентилятора за счет снабжения выхода воздухопровода узлом очистки воздуха от данных примесей.
Технический результат достигается тем, что устройство для вентиляции помещения содержит приточную магистраль, воздухопровод и канал, образованный оконным стеклом из теплоизолирующего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией помещения, причем с внутренней стороны приточная магистраль снабжена вентилятором с приводом от двигателя, между которыми расположен регулятор скорости вращения в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регуляторы температуры и влажности, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения, задания и нелинейной обратной связи, электронный и магнитный усилители, а также электронный датчик температуры и оптический датчик влажности, выход воздуховода выполнен в виде суживающегося сопла, на внутренней поверхности которого расположены криволинейные канавки, продольно размещенные от входного к выходному сечениям, при этом выходное сечение суживающегося сопла соединено с узлом очистки вентиляционного воздуха, который включает взаимосвязанные круговую канавку с устройством удаления загрязнений и связанную с криволинейными канавками, продольно размещенными от входного к выходному сечениям суживающегося сопла, осушивающую емкость, которая заполнена поглощающим веществом, размещенным по площади выходного сечения суживающегося сопла и покрытым сетчатым материалом, выполненным по профилю эпюры скоростей потока в воздуховоде.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для вентиляции помещения; на фиг.2 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с криволинейными канавками; на фиг.3 - узел очистки вентиляционного воздуха.
Устройство для вентиляции помещения содержит приточную магистраль 1, соединенную воздуховодом 2 с каналом 3, образованным оконным стеклом 4 из теплопоглощающего материала с внутренней стороны и несущей конструкцией 5. Приточная магистраль 1 снабжена вентилятором 6 с приводом от двигателя 7, между которыми расположен регулятор скорости вращения 8 в виде блока электромагнитных муфт, и системой электронно-оптического контроля, включающей регулятор температуры 9 и регулятор влажности 10, каждый из которых содержит взаимосвязанные блоки сравнения 11 и 12, задания 13 и 14, блоки нелинейной обратной связи 15 и 16, электронные усилители 17 и 18, магнитные усилители 19 и 20, а также электронный датчик температуры 21 и оптический датчик влажности 22. На выходе воздуховода 2 установлено суживающееся сопло 23, на внутренней стороне которого расположены криволинейные канавки 24, продольно размещенные от входного 25 к выходному 26 сечениям. В канале 3 расположены «застойные зоны» 27 и 28. Выходное сечение 26 суживающегося сопла 23 соединено с узлом очистки вентиляционного воздуха 29, который включает круговую канавку 30 с устройством удаления загрязнений 31, связанную с криволинейными канавками 24, продольно размещенные от входного 25 к выходному 26 сечениям суживающегося сопла 23, осушивающую емкость 32, которая заполнена поглощающим веществом 33, размещенным по площади выходного сечения 26 суживающегося сопла 23 и покрытым сетчатым материалом 34 с контуром, выполненным по профилю 35 эпюры скоростей потока в воздуховоде.
Устройство работает следующим образом.
Атмосферный воздух нагнетается вентилятором 6 в приточную магистраль 1 и через воздуховод 2 поступает в суживающееся сопло 23. В атмосферном воздухе всегда находится некоторое количество парообразной влаги, наряду с которой при определенных погодно-климатических условиях имеет место как мелкодисперсная жидкость (атмосферная влага и/или масло, например, системы смазки), так и пыль - атмосферная и/или технологическая. Данная смесь всасывается вентилятором и под некоторым избыточным давлением после него перемещается по приточной магистрали 1 и воздуховоду 2, где контактирует с соответствующими внутренними поверхностями, и при выполнении последних преимущественно из металла приводит к возникновению окалины и ржавчины, поступающих в движущийся поток воздуха. Наличие загрязнений резко снижает как санитарно-технические, так и технологические параметры вентилируемого воздуха. Особенно это негативное воздействие проявляется в так называемых «чистых помещениях» по изготовлению и испытанию электронных изделий, где брак готовой продукции от смеси загрязнений достигает 50-70% (см., например, Чистые помещения: Пер. с японск. / Под ред. И. Хаякава. - М.: Мир, 1990. - 456 с.).
Для устранения данного явления на суживающемся сопле 23 устанавливается узел очистки вентилируемого воздуха 29. В итоге поток воздуха из воздуховода 2, насыщенный загрязнениями, перемещаясь по криволинейным канавкам 24 суживающегося сопла 23 от входного сечения 25 к выходному сечению 26, закручивается, в результате чего более тяжелые загрязнения (твердые частицы и мелкодисперсная жидкость) смещаются под действием центробежной силы в полость криволинейных канавок 24 и далее проталкиваются к круговой канавке 30, соединенной с устройством их удаления 31, откуда и удаляются вручную или автоматически (на схеме не показано). Незначительная более легкая оставшаяся часть загрязнений поступает в осушивающую емкость 32, которая заполнена поглощающим веществом 33. Осушивающая емкость 32 как дополнительный элемент устройства для вентиляции помещения обладает аэродинамическим сопротивлением, в конечном итоге требующим увеличения потребления мощности вентилятора 6 для подачи заданного объема воздуха в помещение.
Для сокращения этого аэродинамического сопротивления с обеспечением нормированных параметров по очистке вентилируемого воздуха определяется эпюра скоростей потока по выходному сечению 26 из воздуховода 2, при этом форма эпюры скоростей зависит от необходимого воздухообмена, определяемого экспериментально по конкретному помещению в зависимости от его назначения (см., например, Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. Ч.II. Вентиляция. - М.: Стройиздат, 1976. - 541 с., ил.). Осушивающая емкость 32 после заполнения поглощающим веществом 33 покрывается сетчатым веществом 34, имеющим форму эпюры скоростей потока по выходному сечению 26.
В результате при прохождении вентилируемого воздуха через поглощающее вещество 33 осушивающей емкости 32 происходит выравнивание давлений, соответствующих эпюре скоростей, между собой, вследствие чего результирующая сила давления в осушивающей емкости 32 уменьшается до значений ниже тех, которые приводят к интенсивному перемешиванию и разрушающему действию на поглощающее вещество 33, например адсорбент силикагель КСМ-5, что способствует улучшению теплообмена при взаимодействии между поглощающим веществом 33 и движущимся потоком вентилируемого воздуха и качества его очистки (см., например, Поляков А.А., Канаво В.А. Тепломассообменные аппараты в инженерном оборудовании зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1989. - 200 с.: ил.).
Вентилируемый воздух, очищенный до технологически необходимых по назначению помещения параметров, после узла очистки 29 поступает в канал 3, интенсивно перемешиваясь в «застойных зонах» 27 и 28 под воздействием результирующей силы давления, тем самым осуществляя равномерный процесс теплоотдачи на несущие конструкции 5 помещения. Для обеспечения надежности очистки при длительной эксплуатации осуществляется контроль температурно-влажностного режима процесса вентиляции помещения, который осуществляется следующим образом.
Измерение температуры воздуха канала 3 производится датчиком температуры 21 регулятора температуры 9. При этом если сигнал, поступающий с датчика температур 21, становится большим, чем сигнал блока задания 13, то на входе блока сравнения 11 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 17 одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи блока 15. Сигнал с выхода электронного усилителя 17 поступает на вход магнитного усилителя 19, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку электромагнитной муфты 8 вентилятора 6. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 17 вызывает уменьшение тока возбудителя на выходе магнитного усилителя 19. В результате момент, передаваемый муфтой 8 от привода 7 вентилятору 6, уменьшается, и подача воздуха в вентилируемый канал 3 также уменьшается, что сокращает количественное поступление влаги на поверхность несущей конструкции 5 и соответственно поддерживает оптимальные температурно-влажностные характеристики строительного материала при эксплуатации помещения.
Увлажнение поверхности несущей конструкции 5 и соответственно вентилируемого воздуха регулируется датчиком влажности 22. При этом, если сигнал задания 14 регулятора влажности 10 превышает сигнал оптического датчика влажности 22, то на выходе блока сравнения 12 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 18. Сюда поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 16, который вычитается из сигнала блока сравнения 12. Сигнал с выхода электронного усилителя 18 поступает на вход магнитного усилителя 20, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости вращения 8 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 7 вентилятора 6.
Положительная полярность сигнала электронного усилителя 18 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 20, тем самым увеличивается момент, передаваемый от привода 7 регулятором скорости вращения 8, за счет чего достигается увеличение подачи воздуха вентилятора 6 до тех пор, пока не будет удалена конденсатная пленка с поверхности несущей конструкции 5, а процесс капельной конденсации будет осуществляться с более низким увлажнением строительного материала.
Оригинальность предложенного устройства заключается в том, что снабжение устройства для вентиляции помещения узлом очистки вентиляционного воздуха обеспечивает поддержание нормированных технологических параметров по качеству микроклимата в помещении, что не только снижает выход брака готовой продукции, но и повышает надежность длительной эксплуатации элементов строительной конструкции в сложных погодно-климатических условиях.