СПОСОБ ВЕНТИЛЯЦИИ СИЛЬНО ЗАГРОМОЖДЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR VENTILATION OF HEAVILY CONGESTED FACILITY AND DEVICE THEREFOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу вентиляции сильно загроможденного помещения, а также помещения, снабженного средством вентиляции, осуществляющим вентиляцию согласно этому способу. Изобретение также относится к воздухозаборникам, пригодным для реализации этого способа.
Настоящее изобретение может использоваться применительно к сжижению природного газа, для которого требуется вентиляции сильно загроможденных помещений (именуемых модулями LNG (сжижения природного газа)), в том числе в особо суровых климатических и внешних условиях (арктический регион).
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Необходимо обеспечивать вентиляцию помещения, которое содержит значительное количество опасных источников загрязняющих веществ и которое является сильно загроможденным (оборудованием, трубами, конструкциями и т.д.), для откачки упомянутых загрязняющих веществ. Эта вентиляция, связанная с другими устройствами, вносит вклад в улучшение условий безопасности для персонала и оборудования.
Однако при наличии зимних внешних условий, именуемых арктическими условиями, может оказаться очень трудным обеспечивать вентиляцию помещения, поскольку на это оказывают непосредственное влияние дождь, снег, мороз, лед и ветер. Кроме того, также необходимо обеспечивать защиту персонала и оборудования от этих различных явлений.
Для вентиляции помещения в зимних внешних климатических условиях известно использование естественной вентиляции, для которой используют как динамику наружного ветра, так и изменение плотности воздуха в помещении (естественная тяга) для обновления воздуха в помещении. Однако это техническое решение, которое кажется простым, в действительности трудно реализовать, учитывая внешние климатические условия. Фактически, за пределами определенного диапазона скоростей ветра происходит недопустимое нарушение потоков воздуха в здании. Кроме того, поскольку эффективность естественной вентиляции также зависит от того, насколько упомянутое помещение загромождено, эффект уменьшения концентрации загрязняющих веществ, которому способствует естественная вентиляция, является слабым для сильно загроможденных помещений. Кроме того, потери давления являются существенными, когда загроможденность помещения является неравномерной (например, по высоте), и невозможно регистрировать загрязняющие вещества в области вблизи единицы оборудования противоположно воздушному потоку, падающему на это оборудование (зона вакуума и аэродинамической турбулентности). В результате естественная вентиляция не позволяет обеспечивать управляемую безопасность во всех ситуациях.
Также известно второе техническое решение, которым является механическая вентиляция. Для механической вентиляции используют вентиляторы для подачи (и возможно нагрева) воздуха, нагнетаемого в помещение, и затем для его удаления. Однако для этого технического решения требуется обеспечение технического помещения, специально предназначенного для аэротермодинамического оборудования, площадь поверхности которого обычно составляет от 50% до 70% площади вентилируемого помещения для модуля LNG. Кроме того, это решение требует наличия кожухов воздуховодов в вентилируемом помещении. Эти кожухи воздуховодов обычно являются очень большими и чрезвычайно ограничивающими размещение оборудования в помещении, в особенности тогда, когда помещение сильно загромождено. В результате механическую вентиляцию трудно реализовать, и она является дорогостоящей с точки зрения капиталовложений (земля, механизмы и т.д.) и эксплуатации (нагрев большого объема воздуха).
Следовательно, существует реальная потребность в разработке способа вентиляции помещения, и, в особенности, сильно загроможденного помещения, который может правильно работать при зимних условиях, который является более надежным, более простым и менее дорогостоящим в реализации и использовании, чем существующие способы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Во-первых, настоящее изобретение относится к помещению, содержащему внутреннее пространство, ограниченное верхней стеной, нижней стеной и боковыми стенами, причем упомянутое помещение снабжено средством вентиляции, а это средство вентиляции включает в себя:
- средство вытяжной вентиляции из внутреннего пространства наружу помещения, расположенное на одной боковой стене; и
- воздухозаборники на других боковых стенах.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, средство вентиляции также содержит один или большее количество вентиляторов во внутреннем пространстве, причем упомянутые вентиляторы предпочтительно расположены около боковой стены, которая обращена к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции, и, в частности, упомянутые вентиляторы предпочтительно содержат:
один или большее количество вентиляторов, расположенных близко к нижней стене и ориентированных так, что они перемещают воздух к верхней стене; и
один или большее количество вентиляторов, расположенных близко к верхней стене и ориентированных так, что они перемещают воздух к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, боковая стена, снабженная средством вытяжной вентиляции, содержит две концевые части, расположенные близко к соответствующим соседним боковым стенам, и центральную часть, расположенную между этими двумя концевыми частями, причем средство вытяжной вентиляции распределено на боковой стене так, что производительность откачки воздуха на единицу поверхности в центральной части является большей, чем производительность откачки воздуха на единицу поверхности в концевых частях.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, в помещении отсутствует средство обогрева внутреннего пространства.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, помещением является модуль сжижения природного газа.
Изобретение также относится к способу вентиляции помещения, содержащего внутреннее пространство, ограниченное верхней стеной, нижней стеной и боковыми стенами, а упомянутый способ включает в себя следующие операции: отводят воздух из внутреннего пространства наружу помещения средством вытяжной вентиляции, расположенным на одной боковой стене, и обеспечивают приток воздуха через воздухозаборники, расположенные на других боковых стенах.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, способ также включает в себя следующую операцию: перемещают воздух во внутреннем пространстве с использованием одного или большего количества вентиляторов, расположенных во внутреннем пространстве, причем упомянутое перемещение воздуха предпочтительно осуществляют вблизи боковой стены, которая обращена к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции, и, в частности, упомянутая операция перемещения воздуха предпочтительно содержит следующие операции:
- перемещают воздух снизу вверх вблизи нижней стены и боковой стены, которая обращена к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции;
- перемещают воздух к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции, вблизи верхней стены и боковой стены, которая обращена к боковой стене, снабженной средством вытяжной вентиляции.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, скорость потока воздуха, отводимого с поверхности боковой стены, снабженной средством вытяжной вентиляции, является меньшей или равной 0,5 м/с, предпочтительно меньшей или равной 0,3 м/с, а еще более предпочтительно меньшей или равной 0,2 м/с.
Согласно одному из вариантов осуществления способа, помещением является модуль сжижения природного газа.
Кроме того, настоящее изобретение относится к воздухозаборнику, содержащему:
- воздухозаборную решетку, приспособленную для ее размещения в отверстии, сформированном в стене;
- кожух, приспособленный для его прикрепления на одной стороне стены и сообщающийся с воздухозаборной решеткой;
- приточный воздуховод, приспособленный для его прикрепления к стене и сообщающийся с кожухом через защитную решетку, причем этот приточный воздуховод имеет меньшее сечение, чем сечение кожуха вдоль плоскости, перпендикулярной к воздухозаборной решетке.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, имеющееся сечение воздухозаборной решетки для прохождения воздуха со стороны кожуха является большим, чем имеющееся сечение воздухозаборной решетки для прохождения воздуха со стороны, противоположной кожуху, и/или воздухозаборная решетка снабжена средством обогрева.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, приточный воздуховод снабжен дефлекторами и возможно дренажными отверстиями, причем эти дефлекторы предпочтительно снабжены средством обогрева, и эти дефлекторы предпочтительно имеют поверхность, ориентированную к кожуху, и поверхность, ориентированную в направлении, противоположном кожуху, при этом поверхность, ориентированная к кожуху, является менее шероховатой, чем поверхность, ориентированная в направлении, противоположном кожуху.
Согласно одному из вариантов осуществления помещения согласно настоящему изобретению, воздухозаборники являются такими, как описано выше.
Настоящее изобретение позволяет преодолеть недостатки уровня техники. В частности, в нем предложен способ вентиляции помещения, и, в частности, сильно загроможденного помещения, который может правильно работать в зимних условиях, который является более надежным, более простым и менее дорогостоящим при реализации и эксплуатации, чем существующие способы.
Это достигнуто вследствие того, что средство вентиляции работает только на вытяжку воздуха (из внутреннего пространства помещения наружу), приток воздуха в помещение обеспечивается пассивными устройствами (воздухозаборниками), то есть без механической продувки воздуха (снаружи внутрь помещения).
Согласно некоторым конкретным вариантам осуществления изобретения, оно также имеет один или предпочтительно большее количество полезных признаков, которые перечислены ниже.
Уменьшение концентрации загрязняющих веществ регулируют вне зависимости от внешних условий, и даже при высокой степени загроможденности, и, таким образом, обеспечивают безопасность производственного помещения.
Изобретение позволяет достичь экономии площади поверхности в технических помещениях и экономии потребления энергии по сравнению с традиционной механической вентиляцией.
Работа персонала облегчается вследствие того, что изобретение обеспечивает ламинарное состояние потока воздуха в помещении.
Изобретение позволяет обходиться без какого-либо общего нагрева внутреннего пространства помещения. Фактически, вследствие того, что скорость воздуха являющегося низкой, ощущение холода для персонала остается умеренным. В частности, низкая скорость воздушного потока означает наличие низкого конвекционного обмена между лицом, находящимся в помещении, и воздухом в помещении, и, следовательно, обеспечивает ощущение комфорта и "тепла" по сравнению с ощущением вне помещения. Следовательно, можно обеспечить только локализованный (добавочный) обогрев для определенных операций технического обслуживания, требующих определенного комфорта. Экономия энергии, достигаемая за счет отказа от общего обогрева помещения, является значительной.
В изобретении предложен усовершенствованный воздухозаборник по сравнению с воздухозаборниками из известного уровня техники. Воздухозаборник согласно настоящему изобретению позволяет сильно ограничить риски закупорки льдом или снегом. Воздухозаборник согласно настоящему изобретению предпочтительно используют применительно к способу вентиляции из настоящего изобретения, но он также может использоваться применительно к иному способу вентиляции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 схематично проиллюстрировано помещение согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в разрезе по горизонтали.
На Фиг.2 схематично проиллюстрировано помещение согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в разрезе по вертикали.
На Фиг.3 схематично проиллюстрирована боковая стена 3 помещения из чертежей Фиг.1 и Фиг.2.
На Фиг.4 схематично показан один из вариантов осуществления воздухозаборника согласно настоящему изобретению в разрезе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Теперь в приведенном ниже описании, которое не является ограничивающим признаком, будет дано более подробное описание изобретения.
Помещение согласно настоящему изобретению и способ вентиляции согласно настоящему изобретению
Со ссылкой на Фиг.1-Фиг.3, вентилируемое помещение согласно настоящему изобретению содержит верхнюю стену 6 (крышу), нижнюю стену 7 (пол) и боковые стены 2а, 2b, 3, 4. Как правило, помещение представляет собой параллелепипед, и в этом случае оно имеет четыре боковые стены 2а, 2b, 3, 4. Границей внутреннего пространства 5 служит набор стен 2а, 2b, 3, 4, 6, 7.
Внутреннее пространство 5 обычно содержит промышленное оборудование.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, помещением является модуль сжижения природного газа, то есть ангар, содержащий часть оборудования, необходимого для производства сжиженного газа из сырья, которым является природный газ. Однако изобретение также может применяться и в других отраслях промышленности, например, в нефтяной, добывающей, химической, фармацевтической промышленности или в иных отраслях промышленности.
Согласно настоящему изобретению, вентиляцию помещения обеспечивают средством вентиляции, которое содержит:
средство 1 вытяжной вентиляции; и
воздухозаборники.
Средство 1 вытяжной вентиляции состоит из множества вентиляторов 15, расположенных на боковой стене 3, которые пригодны для равномерного отвода воздуха из внутреннего пространства 5 за пределы помещения, то есть с воздушным потоком в ламинарном состоянии.
Применительно к этой заявке на изобретение, "воздухозаборники" являются "пассивными" устройствами, позволяющими воздуху проходить через стену. Другими словами, применительно к настоящему изобретению, в воздухозаборниках отсутствует механическая ротационная машина (вентилятор).
В настоящем изобретении предусмотрено, что воздухозаборники сформированы в боковых стенах 2а, 2b, 4, отдельных от боковой стены 3, которая содержит средство 1 вытяжной вентиляции. Другими словами, согласно настоящему изобретению, одна боковая стена содержит средство вытяжной вентиляции, тогда как на других боковых стенах отсутствуют какие-либо активные средства перемещения воздуха (то есть, активные средства вытяжной вентиляции или приточной вентиляции), такие как, например, вентиляторы. Воздух в помещение подают через вышеупомянутые воздухозаборники за счет создания средством 1 вытяжной вентиляции разреженного воздуха в помещении, и не подразумевают действие вентиляторов по обе стороны упомянутых воздухозаборников.
Средство 1 вытяжной вентиляции согласно настоящему изобретению обеспечивает ламинарное перемещение воздуха во всем внутреннем пространстве 5 при совместном действии естественной конвекции воздуха и принудительной конвекции, вызванной вакуумом, существующим на боковой стене 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции.
Учитывая, что загроможденность помещения оборудованием обычно изменяется по высоте (нижняя часть помещения чаще всего является более загроможденной, чем верхняя часть помещения), и учитывая, что возможные загрязняющие вещества могут содержать легкие загрязняющие вещества и тяжелые загрязняющие вещества, целесообразно выполнять моделирование методом стратификации, то есть путем рассечения внутреннего пространства 5 по вертикали на следующие друг за другом слои 10, 11, 12, для определения мощности и размещения вентиляторов для обеспечения возможности получения удовлетворительной вентиляции в каждом слое 10, 11, 12.
Внутреннее пространство 5 рассекают вертикально в последующие слои 10, 11, 12, причем мощность и размещение средства 1 вытяжной вентиляции на боковой стене 3 приспособлены для вентиляции в каждом слое, а поток воздуха имеет ламинарное состояние. Другими словами, помещение имеет стену (или перегородку), служащую в качестве опоры для вентиляторов для отвода воздуха из нескольких аэродинамических слоев с различными скоростями вентиляторов для каждой для обеспечения стратификации слоев воздуха и ламинарного потока.
Как правило, эквивалентная скорость воздуха в помещении, которая определяется как скорость воздушного потока, отводимого на поверхности боковой стены 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции, меньшая или равная 0,5 м/с, предпочтительно меньшая или равная 0,3 м/с, еще более предпочтительно меньшая или равная 0,2 м/с. Эта воздушная скорость должна быть как можно более низкой для минимизации турбулентности (влияния системы) вследствие наличия оборудования в помещении.
Кроме того, эквивалентная скорость воздуха в каждом слое 10, 11, 12, определяемая вертикальным разрезом помещения, соответствует скорости воздушного потока, отводимого из стратифицированной области, разделенной поверхностью, выступающей на боковой стене 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции. Таким образом, в нижней части помещения (относительно вертикального направления) и, например, в нижней половине помещения, эквивалентная скорость воздуха предпочтительно является меньшей или равной 0,3 м/с, в частности предпочтительно меньшей или равной 0,2 м/с (или даже меньшей или равной 0,15 м/с).
Вследствие этих низких скоростей потери давления в помещении являются минимальными даже при наличии сильной загроможденности, и воздушный поток является ламинарным во всем внутреннем пространстве 5.
Предпочтительно вентиляцию в помещении обеспечивают один или большее количество вентиляторов 8, 9, расположенных во внутреннем пространстве 5 так, чтобы, с одной стороны, исключить мертвые зоны во внутреннем пространстве 5 (области, где практически отсутствует конвекция воздуха), а с другой стороны, правильно сориентировать воздушный поток. Таким образом, эти вентиляторы 8, 9 предпочтительно расположены близко к боковой стене 4, которая обращена к боковой стене 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции (является противоположной ей). В одном из вариантов осуществления изобретения расстояние от вентиляторов 8, 9 до боковой стены 4 является меньшим или равным 50%, например, меньшим или равным 4 0%, или меньшим или равным 30%, или меньшим или равным 20% от расстояния между упомянутой боковой стеной 4 и противоположной боковой стеной 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции.
Таким образом, в особо предпочтительном варианте предусмотрено наличие:
одного или большего количества вентиляторов 9, расположенных близко к нижней стене 7 и ориентированных так, что они перемещают воздух снизу вверх;
- одного или большего количества вентиляторов 8, расположенных близко к верхней стене 6 и ориентированных так, что они перемещают воздух к верхней части боковой стены 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции.
В одном из вариантов осуществления изобретения расстояние от вентиляторов 9 до нижней стены 7 является меньшим или равным 50%, например, меньшим или равным 40%, или меньшим или равным 30% от расстояния между упомянутой нижней стеной 7 и верхней стеной 6; а расстояние от вентиляторов 8 до верхней стены 6 является меньшим или равным 50%, например, меньшим или равным 4 0%, или меньшим или равным 30% от расстояния между упомянутой верхней стеной б и нижней стеной 7.
Таким образом, исключают мертвые зоны, расположенные близко к боковой стене 4, которая обращена к боковой стене 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции.
Средством 1 вытяжной вентиляции, имеющимся на боковой стене 3, могут являться вентиляторы 15, известные в данной области техники и предпочтительно удовлетворяющие регулятивным нормам по защите от риска взрыва (вентиляторы АТЕХ). В частности, эти вентиляторы 15 обычно содержат периферийный зазор шириной 2-3 мм, предотвращающий возникновение электростатических явлений. Может быть предусмотрено электрическое слежение во избежание появления инея в этом периферийном зазоре. Кроме того, принимая во внимание нормальные моды колебаний упомянутых вентиляторов 15, могут быть предусмотрены конструкции, усиливающие боковую стену 3, которые служат опорой для упомянутых вентиляторов 15.
Выбор количества, мощности и скорости потока вентиляторов 15, а также их размещение на боковой стене 3, сделан так, чтобы получить вышеупомянутую стратификацию, а также конвекцию воздуха во всем внутреннем пространстве 5 с малой скоростью как функцию всех задействованных параметров, в частности: размеров и загроможденности помещения, геометрической конфигурации области стратификации в помещении (слои 10, 11, 12) и типа возможных загрязняющих веществ (и, в частности, их большей или меньшей плотности).
Кроме того, во избежание возникновения латеральных предпочтительных конвекционных явлений в стенах 2а и 2b, центральная часть боковой стены 3, служащей опорой для средства 1 вытяжной вентиляции, "нагружена" вентиляторами 15 так, чтобы производительность откачки воздуха была большей в центральной части 13 упомянутой боковой стены 3, чем в концевых частях 14а, 14b.
На Фиг.3 приведен пример размещения вентиляторов 15 на боковой стене 3.
Воздухозаборники размещены на боковых стенах 2а, 2b, 4, отдельных от боковой стены 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции, что позволяет обеспечивать такую подачу воздуха, которая является подходящей для желательной конвекции во внутреннем пространстве 5. Воздухозаборники могут быть распределены по всем боковым стенам 2а, 2b, 4, отдельным от боковой стены 3, снабженной средством 1 вытяжной вентиляции.
Участки 16а, 16b на боковых стенах 2а и 2b не снабжены воздухозаборниками, расположенными вблизи стены 3, во избежание рисков возврата в помещение загрязняющих веществ снаружи. Кроме того, плотность расположения воздухозаборников на боковых стенах 2а, 2b, 4 обычно является большей вблизи нижней стены 7 и верхней стены 6, чем в центральной части боковых стен 2а, 2b, 4, то есть воздухозаборники расположены в верхней и в нижней частях боковых стен 2а, 2b и 4.
Воздухозаборниками могут являться традиционные воздухозаборники и, например, они могут содержать набор наклонных полос, расположенных в отверстиях, сформированных в стене, которые приспособлены для уменьшения скорости введения воздуха в случае ветра снаружи. Они также могут содержать средство обогрева для предотвращения отложения снега или льда, и могут содержать защитную крышку.
Однако, согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, воздухозаборники выполнены так, как описано ниже.
Воздухозаборник согласно настоящему изобретению
Со ссылкой на Фиг.4, воздухозаборник согласно настоящему изобретению на стене 20 (помещения или закрытой камеры любого иного типа) содержит три основные части, которыми являются, в направлении воздушного потока:
- приточный воздуховод 21;
- кожух 22; и
- решетка 23, оснащенная профилированными ребрами.
Приточный воздуховод 21 предпочтительно расположен параллельно стене 20. Он содержит скошенный открытый конец, предназначенный для впуска воздуха, и другой конец, который сообщается с кожухом 22. Предпочтительно приточный воздуховод 21 ориентирован так, что его открытый конец направлен вниз. Таким образом предотвращают какое-либо накопление снега или воды в приточном воздуховоде 21.
Предпочтительно приточный воздуховод 21 снабжен дефлекторами 24, которые предназначены, с одной стороны, для создания потерь давления для нарушения динамики наружного ветра, а, с другой стороны, для того, чтобы останавливать снег, внесенный в воздушный поток 28. Предпочтительно имеется не более четырех дефлекторов 24. Как правило, дефлекторы 24 представляют собой пластины, прикрепленные, например, способом сварки к внутренней стенке приточного воздуховода 21, расположенные наклонно (то есть образуя угол менее 90° с упомянутой внутренней стенкой) и ориентированные к открытому концу приточного воздуховода 21. Например, дефлекторы 24 могут образовывать угол около 60° с внутренней стенкой воздуховода, а дефлектор 24, ближайший к открытому концу воздуховода может образовывать угол около 45° с его внутренней стенкой.
Дефлекторы 24 (или их часть) могут быть снабжены средствами 26 обогрева (например, электрическими сопротивлениями), которые позволяют обеспечивать таяние снега, накапливающегося на упомянутых дефлекторах 24 (вода, появляющаяся в результате таяния снега, выводится наружу приточного воздуховода 21 силой тяжести).
Предпочтительно дефлекторы 24 имеют различную шероховатость на поверхности, ориентированной к кожуху, (именуемой верхней поверхностью) и на поверхности, ориентированной к открытому концу воздуховода 21 (именуемой нижней поверхностью). Нижняя поверхность предпочтительно является более шероховатой, чем верхняя поверхность (то есть выступы шероховатости на нижней поверхности имеют большую среднюю высоту, чем выступы шероховатости на верхней поверхности), что позволяет эффективно предотвращать попадание снежинок, присутствующих в воздухе, в трубопровод 21. Например, дефлекторы 24 могут быть выполнены из нержавеющей стали марки 316L, имеющей абсолютную шероховатость от 1 мкм до 1,5 мкм (пассивированный листовой металл со снятой окалиной) или, приблизительно, 8 мкм (промышленный сварной листовой металл), и на нижнюю поверхность могут быть добавлены царапины.
Целесообразно предусмотреть наличие одного или большего количества дренажных отверстий 25 на дефлекторах 24 и, в особенности, на дефлекторе 24, ближайшем к открытому концу приточного воздуховода 21, чтобы, с одной стороны, обеспечить возможность слива воды, возникающей в результате таяния снега в воздухозаборнике, а, с другой стороны, свести к минимуму явления турбулентности под дефлектором 24, ближайшим к открытому концу приточного воздуховода 21.
Ширина приточного воздуховода 21 должна быть достаточно большой во избежание эффектов локального увеличения скорости воздуха в воздуховоде 21. Фактически, перпендикулярно каждому проходу в области дефлектора накопление снега, осаждающегося на упомянутых дефлекторах, уменьшает его сечение и, следовательно, приводит к увеличению скоростей прохождения воздуха.
Между приточным воздуховодом 21 и кожухом 22 предусмотрена защитная решетка 27 для того, чтобы останавливать снежинки, которые несет поток воздуха. Например, защитная решетка 27 может представлять собой пластину из нержавеющей стали марки 316L с проделанными отверстиями, площадь которых составляет 80% от площади пластины ("сотовую" пластину).
Между приточным воздуховодом 21 и кожухом 22 (или коробом приточной вентиляции) предусмотрена защитная решетка 27 для того, чтобы останавливать любые снежинки, которые несет поток воздуха. Например, защитная решетка 27 может представлять собой пластину "сотового" типа из нержавеющей стали марки 316L с проделанными отверстиями, площадь которых составляет 80%.
Кожух 22 (или короб приточной вентиляции) имеет большее сечение, чем сечение приточного воздуховода 21 вдоль плоскости, перпендикулярной стене 20, и, например, вдоль горизонтальной плоскости (которой в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения является плоскость, перпендикулярная к усредненному направлению воздушного потока в приточном воздуховоде 21). Этот кожух 22 позволяет уменьшить скорость воздуха до того, как он достигнет профилированной решетки 23, и, следовательно, нарушить динамику, вследствие наружного ветра, посредством чего предотвращают явления замерзания на решетке 23. Предпочтительно размеры кожуха 22 выбраны так, чтобы скорость воздуха была уменьшена до величины меньшей или равной 0,5 м/с в кожухе 22. Предпочтительно кожух 22 имеет наклонную верхнюю стенку во избежание накопления на ней снега.
Воздухозаборная решетка 23 расположена в отверстии, сформированном в стене 20, и позволяет воздуху проходить через стену 20. Предпочтительно воздухозаборная решетка 23 имеет сужающуюся форму для увеличения скорости воздуха при его прохождении через стену 20. Таким образом, имеющееся сечение воздухозаборной решетки 23 для прохождения воздуха со стороны кожуха 22 (то есть стороны вне помещения), является большим, чем имеющееся сечение воздухозаборной решетки 23 для прохождения воздуха со стороны, противоположной кожуху 22 (то есть стороны внутри помещения).
Воздухозаборная решетка 23 может быть снабжена средством обогрева, чтобы еще более уменьшить риски замерзания. Этим средством обогрева могу являться быть электрические сопротивления, расположенные в углублениях, которые расположены на пути прохождения воздуха и которые являются преградой для него.
Воздухозаборной решеткой 23 может являться, например, решетка, серийно выпускаемая фирмой Halton, которая описана в документе SE 500838.
ПРИМЕР
Приведенный ниже пример иллюстрирует изобретение, не ограничивая его.
Было выполнено моделирование модуля сжижения природного газа длиной 50 м, шириной 36 м и высотой 16 м. Внешняя температура гипотетически составляла -33°С, и наружный ветер имеет скорость 17 м/с.Вентиляторы в режиме вытяжной вентиляции размещены на одной из стен перпендикулярно направлению по длине модуля. На остальных стенах расположены воздухозаборники.
Внутреннее пространство модуля смоделировано в трех зонах: в (нижней) зоне 10, которая имеет высоту 2,80 метра, является сильно загроможденной, может содержать тяжелые загрязняющие вещества; в (промежуточной) зоне 11, которая имеет высоту 4,25 м, является умеренно загроможденной, может содержать загрязняющие вещества средней плотности; и в (верхней) зоне 12, которая имеет высоту 7,15 м, может содержать легкие загрязняющие вещества.
Моделирование позволяет определить размещение вентиляторов на стене, а также вспомогательную вентиляцию в зоне 10 (вентиляция по вертикали) и в зоне 12 (вентиляция по горизонтали), как показано на чертеже Фиг.2, для корректировки мертвых зон. Такая компоновка позволяет получить поток воздуха в ламинарном состоянии с низкой скоростью во всем модуле.
Характеристики, используемые для основной вентиляции (вытяжной вентиляции), обобщены в таблице 1.
Все вентиляторы представляют собой винтовые вентиляторы типа Solyvent-Ventec Axipal BZI. Применим стандарт EN 14 98 6 (зона 1, ТЗ). Для вычисления мощности учитывались уменьшения скорости потока (5%) и давления (10%) из-за наличия увеличенного периферийного зазора.
Характеристики, используемые для вспомогательной вентиляции, обобщены в таблице 2.
Все вентиляторы представляют собой винтовые вентиляторы типа Solyvent-Ventec Axipal BZI с удлиненным кожухом. Применим стандарт EN 14 98 6 (зона 1, ТЗ). Вентиляторы представляют собой вентиляторы типа "реактивный вентилятор".
Были произведены имитационные моделирования взрыва для модуля из этого примера. Из 64 выполненных имитационных моделирований снижение концентрации газообразных загрязняющих веществ, полученное вследствие настоящего изобретения, вызвало снижение вероятности взрыва в 10 раз по сравнению с "традиционной" вентиляцией из ссылки.
Таблица 1
- характеристики основной вентиляции (вытяжной вентиляции)
Зона 10
Зона 11
Зона 12
Расход воздуха (без вспомогательной вентиляции)
69120 м<sup>3</sup>/ч
103680 м<sup>3</sup>/ч
172800 м<sup>3</sup>/ч
Расход воздуха (со вспомогательной вентиляцией)
45723 м<sup>3</sup>/ч
98042 м<sup>3</sup>/ч
202008 м<sup>3</sup>/ч
Средняя скорость воздуха (со вспомогательной вентиляцией)
0,126 м/с
0,176 м/с
0,218 м/с
Количество установленных вентиляторов
6
6
8
Количество работающих вентиляторов
5
5
7
Расход воздуха на каждый вентилятор
9145 м<sup>3</sup>/ч
19609 м<sup>3</sup>/ч
28858 м<sup>3</sup>/ч
Манометрическая высота
650 Па
650 Па
650 Па
Диаметр вентилятора
450 мм, 6 лопастей, 26°
630 мм, 3 лопасти, 15°
900 мм, 4 лопасти, 23°
Мощность
3,4 кВт
6,0 кВт
8,5 кВт
Электродвигатель
4,0 кВт
7,5 кВт
11 кВт
Число оборотов в минуту
2, 900
2,900
1, 450
Масса вентилятора+электродвигателя
26 кг+70 кг
53 кг+106 кг
160 кг+172 кг
Таблица 2
- характеристики вспомогательной вентиляции
Зона 10
Зона 12
Количество установленных вентиляторов
6
6
Количество работающих вентиляторов
5
5
Расход воздуха на каждый вентилятор
28858 м<sup>3</sup>/ч
9145 м<sup>3</sup>/ч
Манометрическая высота
810 Па (400 Па динамическая)
90 Па (40 Па динамическая)
Диаметр вентилятора
630 мм, 4 лопасти, 33°
630 мм, 3 лопасти, 24°
Мощность
8 кВт
0,32 кВт
Электродвигатель
11 кВт
1,0 кВт
Число оборотов в минуту
3000
950
Масса вентилятора+электродвигателя
60 кг+172 кг
58 кг+38 кг