ПРИТОЧНОЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
SUPPLY VENTILATION DEVICE

Изобретение относится к вентиляции жилых и общественных зданий и предназначено для регулируемого притока воздуха в помещения жилых и общественных зданий с естественной или механической вытяжной вентиляцией.
Известен приточный вентиляционный клапан «КИВ-125», встраиваемый в наружные стены зданий с целью регулируемого притока воздуха в помещения жилых и общественных зданий. Клапан состоит из корпуса, воздухозаборной решетки с сеткой, утеплителя в виде цилиндра, расположенного внутри корпуса, и приточного оголовка с фильтром и регулируемыми заслонками [Лалаев Э.М. и др. О шумозащитных свойствах окон «ФРАМ ВИНДОУЗ ДСК-1» в сочетании с вентиляционными клапанами KIV-125 // Информационный бюллетень «Окна и двери». - 2000 год. - №2 (35). - С.44-46].
Однако известное устройство не содержит элементов, обеспечивающих автоматическое регулирование расхода приточного воздуха в зависимости от ветровых или тепловых перепадов давлений. В результате расход приточного воздуха при ветровых воздействиях существенно возрастает, что приводит к повышенным затратам тепла на подогрев приточного воздуха и требует постоянного ручного регулирования.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является приточно-вентиляционное устройство [Пат. 2194222, РФ, Кл. F24F 7/10. Приточно-вентиляционное устройство / А.Д.Кривошеин, Г.А.Пахотин, А.А.Ветер, Е.Г.Казаченко]. Устройство включает утепленный корпус, регулируемую вентиляционную решетку, защитную фасадную решетку, пористый утеплитель, располагаемый в корпусе, и ветрозащитный клапан с упорной планкой, установленной в нижней части корпуса. Клапан может быть выполнен в виде пластины или уголков, шарнирно закрепленных в боковых стенках корпуса с возможностью перемещения относительно оси закрепления.
При ветровых воздействиях ветрозащитный клапан перемещается относительно шарнирной опоры в сторону движения потока воздуха, уменьшая площадь для прохода воздуха и соответственно уменьшая расход приточного воздуха.
Недостатком известного устройства является полное закрытие («захлапывание») ветрозащитного клапана при колебаниях ветровых воздействий или больших перепадах давлений и соответственно неравномерное поступление приточного воздуха в помещения. Кроме того, при последующем уменьшении скорости ветра или уменьшении перепада давлений ветрозащитный клапан остается в закрытом состоянии («залипает»), открываясь при более низких перепадах давлений, чем при закрытии. Образуется петля гистерезиса - закрытие ветрозащитного клапана происходит при одних перепадах давлений, открытие - при других. В результате приточное устройство работает неравномерно, что приводит к колебаниям расхода приточного воздуха и соответственно ухудшению работы системы вентиляции здания в целом.
Задачей изобретения является обеспечение равномерного поступления требуемого количества приточного воздуха при различных величинах ветровых или тепловых перепадов давлений, а также перепадах давлений, создаваемых вытяжной механической вентиляцией.
Указанный технический результат достигается тем, что ветрозащитный клапан состоит из корпуса с упорной планкой и нескольких воздухонепроницаемых лепестков различной массы, выполненных в виде сегментов с заданной кривизной поверхности относительно плоскости лепестка, шарнирно закрепленных в стенках корпуса ветрозащитного клапана с возможностью перемещения относительно оси закрепления; лепестки ветрозащитного клапана выполнены с ребрами жесткости переменного сечения с расширением в нижней части; шумогасящий вкладыш выполнен из пористого материала и содержит ряд наклонных прорезей, выполненных под углом к фронтальной поверхности.
Применение лепестков различной массы обеспечивает плавное изменение расхода приточного воздуха за счет последовательного закрытия (прижатия) лепестков к корпусу клапана в зависимости от перепада давлений и массы лепестков. Выполнение лепестков с заданной кривизной поверхности обеспечивает требуемый расход воздуха при их закрытии (захлапывании) за счет неплотного прилегания к упорной планке.
При небольших перепадах давлений все лепестки находятся в вертикальном положении и наружный воздух поступает в помещение через ветрозащитный клапан с минимальным аэродинамическим сопротивлением. При увеличении перепада давлений, например, вследствие увеличения скорости ветра часть наиболее легких лепестков закрывается, уменьшая тем самым сечение для прохода воздуха и соответственно обеспечивая постоянство общего расхода воздуха через приточный клапан. При дальнейшем увеличении перепада давлений закрываются лепестки с большей массой.
Для того чтобы при закрытии всех лепестков приточный клапан продолжал обеспечивать требуемый расход воздуха, лепестки выполняются с криволинейной поверхностью и при закрытии прижимаются к корпусу неплотно. По мере нарастания перепада давлений при закрытых лепестках, изменение расхода воздуха через ветрозащитный клапан происходит уже за счет упругих деформаций самих лепестков.
Возвращение лепестков в первоначальное положение при уменьшении перепадов давлений происходит при закрытых лепестках - за счет упругости, при дальнейшем уменьшении перепадов давлений - за счет гравитационных сил. Для снижения эффекта «залипания» лепестки выполняются с ребрами жесткости переменного сечения, увеличивающегося в нижней части. В результате центр тяжести лепестка смещается за пределы лепестка, что обуславливает его возвращение в вертикальное положение при соответствующих перепадах давлений.
Таким образом, задавая определенную массу лепестков, кривизну их поверхности, размеры и форму ребер жесткости можно обеспечить требуемый расход воздуха через приточное устройство независимо от ветровых перепадов давлений или работы систем механической вентиляции.
Для улучшения звукоизоляции внутри приточного устройства располагается шумогасящий вкладыш, выполненный из мелкопористых материалов, обеспечивающих поглощение части энергии звуковой волны транспортного шума. Для уменьшения аэродинамического сопротивления шумогасящий вкладыш выполняется с вертикальными прорезями, расположенными под углом к фронтальной поверхности. В результате звуковая волна отражается от стенок прорезей вкладыша, не имеющих сквозного просвета, и частично поглощается стенками мелкопористого материала.
Заявляемое приточное устройство отличается от прототипа тем, что ветрозащитный клапан выполняется состоящим из нескольких лепестков различной массы, оснащенных ребрами жесткости со смещенным центром тяжести и выполненных в виде сегментов с заданной кривизной поверхности. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «новизна».
В заявляемом техническом решении выполнение ветрозащитного клапана с лепестками различной массы, заданной кривизной поверхности и оснащенных ребрами жесткости со смещенным центром тяжести обеспечивает ему новое свойство - равномерный расход воздуха через устройство при различных перепадах давлений без залипания. Наличие нового свойства, проявляемого в заявляемом решении, обеспечивает ему соответствие условию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 приведена общая компоновочная схема приточного устройства, на фигуре 2 приведено схематичное изображение лепестковых клапанов, на фигуре 3 - схематичное изображение шумогасящего вкладыша.
Приточное устройство включает: утепленный корпус 1, внутри которого располагаются ветрозащитный клапан 2, шумогасящий вкладыш 3, фильтр 4, регулируемую вентиляционную решетку 5, наружную защитную решетку 6.
Ветрозащитный клапан 2 в свою очередь состоит из корпуса 7 с упорной планкой 8 и нескольких ветрозащитных лепестков 9 с ребрами жесткости 10. Ветрозащитные лепестки 9 шарнирно закреплены в стенках корпуса 7 с возможностью перемещения относительно оси закрепления. Ветрозащитные лепестки выполнены с заданной кривизной поверхности, обеспечивающей их неплотное прилегание к упорной планке 8.
Шумогасящий вкладыш 3 приточного устройства выполнен в виде параллелепипеда из мелкопористого материала с наклонными прорезями 11, расположенными под углом к фронтальной поверхности шумогасящего вкладыша.
Принцип действия приточного устройства следующий. Приточное вентиляционное устройство монтируется в наружной стене здания - под подоконником за отопительным прибором или независимо от окна. При наличии перепада давлений с наружной и внутренней сторон здания, обусловленных разностью температур воздуха, ветровыми воздействиями или вытяжными вентиляторами системы механической вентиляции, наружный воздух поступает через наружную защитную решетку 6 внутрь приточного устройства. При небольших перепадах давлений ветрозащитные лепестки 9 находятся в вертикальном положении и приточный воздух проходит через между лепестками 9 и упорной планкой 8 по всей площади ветрозащитного клапана. Далее воздух проходит по вертикальным прорезям 11 шумогасящего вкладыша 3, проходит через фильтр 4, регулируемую вентиляционную решетку 5 и поступает в помещение. При этом часть звуковой волны, например, шума городского транспорта, отражается от стенок вертикальных прорезей 11 и поглощается мелкопористым материалом шумогасящего вкладыша 3, а пыль, пух и другие загрязнения, содержащиеся в приточном воздухе, задерживаются фильтром 4.
При увеличении перепада давлений, например, вследствие увеличения скорости ветра и, соответственно, увеличении скорости воздушного потока, проходящего через ветрозащитный клапан 6, один из ветрозащитных лепестков 9, имеющих наименьшую массу, закрывается, прижимаясь к упорной планке 8, уменьшая тем самым свободное сечение для прохода приточного воздуха. При дальнейшем увеличении перепада давлений закрываются остальные лепестки, однако вследствие их кривизны и неплотного прилегания к упорной планке 8 остаются щели, через которые приточный воздух продолжает поступать через ветрозащитный клапан. При этом расход воздуха регулируется уже за счет упругих деформаций ветрозащитных лепестков. Данное решение обеспечивает возможность авторегулирования расхода приточного воздуха в широких пределах перепадов давлений.
При уменьшении перепада давлений часть ветрозащитных лепестков 9 за счет упругости восстанавливает форму, увеличивая площадь для прохода воздуха. При дальнейшем уменьшении перепада давлений лепестки 9 с наибольшей массой опускаются в вертикальное положение, еще больше увеличивая площадь для прохода воздуха. Наличие ребер жесткости 10 со смещенным центром тяжести обеспечивает перемещение лепестков 9 без «залипания».
При необходимости расход воздуха через приточное устройство может дополнительно регулироваться вручную - за счет изменения сечения вентиляционной решетки 5.
При расположении приточного устройства за отопительным прибором, приточный воздух подогревается за счет теплообмена и смешивания с теплым воздухом от отопительного прибора.
Наличие фильтра и шумогасящего вкладыша обеспечивает при полном закрытии приточного устройства и отсутствии фильтрации воздуха повышение термического сопротивления и снижение вероятности выпадения конденсата на поверхности вентиляционной решетки.
Использование новых элементов - лепестковых клапанов различной массы, с криволинейной поверхностью и имеющих ребра жесткости переменного сечения - обеспечивает авторегулирование расхода приточного воздуха, обеспечение требуемого воздухообмена помещений при различных перепадах тепловых или ветровых давлений. При этом наличие ребер жесткости переменного сечения со смещенным центром тяжести обеспечивает открытие лепестковых клапанов без «залипания».