ОКНО С УСТРОЙСТВОМ ПРИТОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Полезная модель относится к специальным (особым) устройствам на окнах, снабженным средством вентиляции помещения, а именно, к устройством приточной вентиляции для подачи в помещение воздуха из атмосферы.
В стандартной квартире не предусмотрен постоянный приток свежего воздуха в помещениях, существует только возможность проветривать помещения в квартире с помощью открытого окна. В городских условиях особенно в квартирах расположенных около больших дорог, проспектов шоссе, воздух, поступающий через открытое окно содержит большое количество черной пыли, которая оседает на всех предметах в квартире так же и оседает в легких людей находящихся в квартире. Эта черная пыль это различные мелкие частички, которые летают в воздухе как мелкая взвесь. Эта черная пыль это частицы от 100 мкм до долей микрона. Это и частицы асфальта и частицы покрышек автомобилей, и частицы которые возникают при сгорании горючесмазочнх материалов. Особенно мелкие частицы размером около микрона вступают во взаимодействие с клетками легких и поэтому являются причиной таких заболевании как различные виды аллергий так и последняя стадия таких заболеваний это астма и рак. Кроме того, в зимний период нет возможности держать форточку открытой длительный период времени, потому что температура в комнате начинает падать ниже нормы в 20 градусов. Поэтому очень часто приходится просыпаться посреди ночи от духоты и открывать форточку на 5-10 минут, чтобы потом опять заснуть. Проведенная в плохо проветриваемом помещении ночь, вызывает недостаток кислорода, последствиями которого является синдром хронической усталости.
Заявляемое устройство предназначено для вентиляции жилой комнаты, например спальни. Система обеспечивает приток свежего подогретого до комнатной температуры и отфильтрованного воздуха для комфортного пребывания людей в помещении, не требует выполнения отверстия в стене как это предлагает большинство систем известных технических решений.
Известен приточный вентиляционный прибор, включающий размещенный в стене здания приточный канал свежего воздуха с наружной вентиляционной решеткой и шумоглушителем, внутренний теплоизолированный корпус, образующий канал для рециркуляции комнатного воздуха с входной и выходной вентиляционными решетками, фильтром, вентилятором и клапаном, при перемещении которого осуществляется открывание приточного канала с одновременным перекрыванием рециркуляционного, и электрокалорифер с элементами защиты от перегрева. В теплоизолированном корпусе, на выходе из рециркуляционного канала установлен датчик температуры и предусмотрена система автоматического регулирования с электроприводом, управляющим положением клапана по текущему значению температуры воздуха, а электрокалорифер оснащен ручным переключателем мощности (RU 80923).
Недостатком прототипа является размещение приточного канала в стене здания, что требует существенных физических и материальных затрат на установку и монтаж устройства. Еще одним недостатком является размещение довольно объемного теплоизолированного корпуса, образующего канал для циркуляции воздуха, на внутренней стене помещения, что при большинстве современных небольших жилых помещений уменьшает полезный объем помещения.
Известен энергоактивный оконный блок, включающий как минимум один двухкамерный стеклопакет, состоящий из обращенной наружу здания внешней камеры и обращенной внутрь здания внутренней камеры, при этом в стеклопакет встроен как минимум один термоэлектрический преобразователь, выполненный с возможностью в холодное время года охлаждения внешней камеры стеклопакета, а в теплое время года с возможностью нагрева внешней камеры стеклопакета, отличающийся тем, что на обращенной в помещение стороне термоэлектрического преобразователя установлены радиатор и вентилятор, обеспечивающие подачу в помещение подогретого воздуха в зимнее время и охлажденного воздуха в летнее время (RU 2466262).
Недостатками устройства являются сложность и низкая эффективность обмена воздухом с окружающей средой вентилятора через внутреннюю камеру стеклопакета
Известно устройство приточной вентиляции, содержащее приточный канал и воздуховод, в котором размещены, по меньшей мере, один фильтр, нагреватель и вентилятор, причем приточный канал расположен в раме окна и/или в торце подоконника, обращенного к наружной стороне ограждающей конструкции здания, а воздуховод встроен в подоконник. Приточный канал герметично соединен с воздуховодом, воздуховод содержит фильтр механической очистки воздуха, воздуховод содержит фильтр химической очистки воздуха, воздуховод содержит каналы распределения приточного воздуха с выходными отверстиями, выходные отверстия каналов распределения расположены в торце и/или в нижней, и/или в верхней поверхностях подоконника (RU 95078, прототип).
Недостатками этого известного устройства являются слабая всасывающая способность вентилятора с фильтром и нагревателем на входе, создающие нежелательное разрежение на всасывании рабочего колеса, большое шумовое воздействие вентилятора, расположенного внутри помещения, сложность доступа к фильтру, а также технологическая сложность конструкции рамы окна.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного и конструктивно простого окна с устройством приточной вентиляции.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение кпд и надежности вентиляции за счет снижения сопротивления на его всасывании, упрощение контроля загрязненности и замены, при необходимости, фильтра, снижение уровня шума в помещении.
Сущность полезной модели заключается в том, что окно с устройством приточной вентиляции содержит раму остекления, наружный отлив, встроенный вентилятор для принудительной подачи воздуха в воздуховод, в котором размещены, по меньшей мере, один фильтр и нагреватель, при этом воздуховод выполнен в подоконнике, лопастной вентилятор размещен с наружной стороны окна под отливом, а фильтр - на противоположном конце воздуховода с внутренней стороны окна.
Предпочтительно, вентилятор снабжен приводным электродвигателем и выполнен осевым, с рабочим колесом, установленным горизонтально и с валом, установленным вертикально, электродвигатель выполнен с возможностью подключения к бытовой электросети и реверса направления вращения вала с рабочим колесом, причем рама снабжена подстановочным профилем, в котором выполнено сквозное отверстие, с одной стороны непосредственно соединенное с воздуховодом, а с другой - с вентилятором.
Кроме того, окно предпочтительно снабжено электронагревателем, размещенным в воздуховоде, и содержит фильтр механической очистки воздуха, и/или фильтр химической очистки воздуха и/или аквафильтр, а воздуховод снабжен средствами дезинфекции поступающего воздуха, например, ультрафиолетовым светодиодом.
На чертеже фиг 1. схематично изображено окно с устройством приточной вентиляции.
Окно с устройством приточной вентиляции содержит раму 3 остекления, наружный отлив 4, встроенный вентилятор 11 для принудительной подачи атмосферного воздуха 1 в воздуховод 12, в котором размещены, по меньшей мере, один фильтр 6 и электронагреватель 7. Воздуховод 12 выполнен в подоконнике 5, встроенный лопастной вентилятор 11 размещен с наружной стороны окна под отливом 4, а фильтр 6 и электронагреватель 7 - на противоположном конце воздуховода 12 - с внутренней стороны рамы 3 окна и стены 10.
Вентилятор 11 снабжен приводным электродвигателем и выполнен осевым, с всасыванием снизу и нагнетанием вверх, с рабочим колесом, установленным горизонтально и с валом, установленным вертикально (не изображены).
Электродвигатель вентилятора 11 выполнен с возможностью подключения к бытовой электросети и реверса направления вращения вала с рабочим колесом.
Рама 3 может быть снабжена подстановочным профилем (не изображен), в котором выполнено сквозное отверстие, с одной стороны непосредственно соединенное с воздуховодом 12, а с другой - с вентилятором 11.
Воздуховод 12 содержит фильтр 6 механической очистки воздуха (и/или фильтр 6 химической очистки воздуха и/или аквафильтр 6).
Воздуховод 12 снабжен средствами дезинфекции поступающего воздуха, например, ультрафиолетовым светодиодом 13.
Вентилятор 11 установлен на кронштейн, и снабжен устройствами управления из группы: быстросъемные муфты, регуляторы скорости, обратный клапан, воздухораспределительные и защитные решетки и воздушный клапан с возможностью надежно перекрывать воздуховод при выключении вентиляции, дифференциальный датчик давления (не изображено), чувствительный к перепаду давления на фильтре 6.
Окно с устройством приточной вентиляции эксплуатируется следующим образом.
Снаружи со стороны улицы под отливом 4 расположен вентилятор 11, который нагнетает воздух 1 в помещение. Вентилятор 11 один из самых габаритных узлов этой вентиляционной системы от его мощности зависит кол-во воздуха направляемого в помещение, а также вентилятор 11 это наибольший источник шума. Поэтому целесообразно не размещать его внутри помещения. Данная компоновка вентиляционной системы дает возможность сделать производительную и тихую вентиляционную систему, в отличие от известного устройства.
В результате установки вентилятора 11 снаружи под отливом 4 при его всасывании обеспечивается полное атмосферное давление (без разрежения), а сопротивление фильтра 6 и нагревателя 7 легко преодолевается потоком 8 воздуха под давлением нагнетания.
Приток воздуха 1 в помещение осуществляется через зазор между окном 3 и стеной 10, который возникает при установке пластиковых окон. Обычно этот зазор заполнен установочным брусом, который легко дорабатывается (выполняется сквозное отверстие) или демонтируется и заменяется брусом с отверстием. Это дает возможность быстро установить такую систему в помещении. Не требуется сверление стен.
Подоконник 5 может также дорабатываться (выполняется воздуховод 12) или демонтируется и заменяется подоконником с воздуховодом. Устройство воздуховода 12 выполнено таким образом что воздух, который поступает через него и отверстие сделанное в установочном брусе (при его наличии) направляется отогнутым краем подоконника 5 на радиатор 9 отопления. Таким образом, воздух 8, который попадает в комнату, нагревается от радиатора 9 отопления до комнатной температуры. Если радиатора 9 отопления не достаточно, то на выходе воздушного потока 8 может стоять дополнительный электрический обогреватель 7.
Также на выходе воздушного потока 8 установлена система фильтров, которая может состоять из бумажного фильтра 6 для удаления мельчайших частиц до 10 мкм, угольного фильтра 6 для фильтрации неприятных запахов и СО, НЕРА фильтра 6, который гарантирует удержание 99,97% частиц пыли, цветочной пыльцы и аллергенов размером до 0,3 микрона. Аббревиатура НЕРА расшифровывается как High Efficiency Particle Absorbption. Фильтр 6 НЕРА представляет собой волокнистый материал, сложенный в виде гармошки. Установка фильтра на выходе воздуховода предполагает легкий доступ к нему для его быстрой замены. Возможна фильтрация воздуха через аквафильтр, т.е. через воду.
Внутри воздуховода рядом с фильтрами 6 находится ультрафиолетовый светодиод 13 для дезинфекции поступающего воздуха и для устранения размножения микроорганизмов на фильтре 6.
Воздух в заявленном устройстве перемещается за счет энергии электродвигателя, вращающего рабочее колесо вентилятора 11, в результате чего в нагнетательном воздуховоде 12 создается повышенное давление.
По мере движения воздуха по любым воздуховодам давление изменяется за счет того, что воздух, перемещаясь, испытывает сопротивление при трении о стенки этих воздуховодов. Кроме того, различные устройства для обработки воздуха (в данном случае фильтр 6), фасонные части воздуховодов и т.п. создают местные сопротивления.
Сопротивление на стороне всасывания имеет критическое значение для формирования рабочего режима вентилятора 11, так как располагаемое давление воздуха на стороне всасывания не может превышать атмосферного давления, и любое сопротивление на стороне всасывания могло бы препятствовать подаче воздуха. На стороне нагнетания располагаемое давление определяется напором вентилятора 11 и может преодолевать существенно большее сопротивление.
В заявленном устройстве практически исключено сопротивление на всасывании вентилятора 11, поскольку в ней на стороне всасывания воздуховод отсутствует и не могут формироваться потери на трение, а фильтр 6, являющийся элементом, создающим местное сопротивление потоку, не создает сопротивление всасыванию, поскольку размещен на стороне нагнетания.
Вентилятор 11 расположен непосредственно в объеме всасываемого воздуха (место отсоса воздуха находится непосредственно в атмосфере) и аэрационный поток поступает непосредственно на лопатки рабочего колеса вентилятора 11 без потерь на сопротивление каких либо элементов на всасывании.
Снижение шума аэродинамического происхождения обеспечивается той же самой совокупностью признаков и является результатом, неразрывным со снижением сопротивления всасывания, также вытекающим из состава и взаимного расположения конструктивных элементов - вентилятора (источника шума) 11 с приводом (электродвигателем) в атмосфере снаружи помещения, а фильтра 6 на стороне нагнетания. Фильтр 6 при взаимодействии с потоком в воздуховоде 12 демпфирует колебания генерируемые вентилятором 11 в перекачиваемой текучей среде и, тем самым, неизбежно обеспечивает затухание звуковых колебаний - снижает шум, поступающий от вентилятора 11, на противоположном конце воздуховода 12 - со стороны выхода в вентилируемое помещение.
Возможность удобного обслуживания фильтра 6 внутри помещения, наличие нагревателя и предпочтительное расположение вентилятора 11 с приводом под отливом 4, т.е. вне зоны остекления, которое способно передавать звуковые колебания, также защищает помещение от шума, и, одновременно, вентилятор 11 -от осадков.
Нагнетательный поток дополнительно препятствует засорению фильтра 6.
В результате использования настоящей полезной модели достигается снижение сопротивления на всасывании и шума, а также упрощение контроля загрязненности, обслуживания и замены, при необходимости, фильтра.