ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ КВАРТИРЫ
SUPPLY-EXHAUST INSTALLATION FOR VENTILATION OF APARTMENT

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами и может быть использована для создания микроклимата в жилых, общественных, административных и производственных помещениях.
Известна приточно-вытяжная установка для вентиляции помещений квартиры с встроенными вытяжными отверстиями воздухозаборных шахт в нежилых помещениях, содержащая напорные и вытяжные воздуховоды с заборными и выпускными отверстиями, соединенными с каналами для приточного и вытяжного воздуха в полости корпуса посредством внутренних патрубков, имеющих клапанные устройства и сообщенных с атмосферой наружного воздуха посредством наружных патрубков, электровентилятор и камеру с регенеративным теплоутилизатором, при этом внутренняя поверхность корпуса покрыта теплоизоляционным материалом, а в нежилых помещениях размещены стандартные квартирные вытяжные отверстия воздухозаборных шахт (патент RU 127875, F24F 5/00, публ. 10.05.2013 г.).
Данному техническому решению присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, оно имеет назначение, совпадающее с назначением изобретения, и является наиболее близким по достигаемому результату, поэтому оно принято за прототип.
Недостатком данного технического решения являются: повышенные энергозатраты, неприемлемый микроклимат вследствие избыточного осушения квартирного воздуха и сложность изготовления.
Технический результат от использования изобретения - снижение энергозатрат, улучшение микроклимата за счет снижения степени осушения квартирного воздуха и упрощение технологии изготовления.
Ниже раскрыты все общие и частные существенные признаки изобретения, характеризующие их причинно-следственную связь с указанным техническим результатом, достаточные для осуществления специалистом в данной области техники.
Приточно-вытяжная установка для вентиляции помещений квартиры с встроенными вытяжными отверстиями воздухозаборных шахт в нежилых помещениях содержит напорные и вытяжные воздуховоды с заборными и выпускными отверстиями, соединенными с каналами для приточного и вытяжного воздуха в полости корпуса посредством внутренних патрубков, имеющих клапанные устройства и сообщенных с атмосферой наружного воздуха посредством наружных патрубков, электровентилятор и камеру с регенеративным теплоутилизатором. Внутренняя поверхность корпуса покрыта теплоизоляционным материалом, а в нежилых помещениях размещены стандартные квартирные вытяжные отверстия воздухозаборных шахт. Указанные заборные отверстия вытяжного воздуховода размещены, по меньшей мере, в одной из жилых комнат или в прихожей. Указанные впускные отверстия напорного воздуховода размещены в каждой жилой комнате. Корпус приточно-вытяжной установки установлен в одном из нежилых помещений. При этом полость корпуса связана с атмосферой наружного воздуха и помещениями квартиры посредством выполненных в ней каналов для приточного и вытяжного воздуха в виде внутренних патрубков, сообщенных с помещениями, и наружных патрубков, сообщенных с атмосферой наружного воздуха, при этом все патрубки снабжены клапанными устройствами. При этом конструктивные параметры, устанавливающие баланс производительности впускных и выпускных отверстий помещений квартиры, ограничены балансом воздухообмена в квартире, при котором объем приточного воздуха равен или превышает сумму объема удаляемого через регенеративный теплоутилизатор воздуха из жилых помещений и объема воздуха, удаляемого через указанные стандартные квартирные вытяжные отверстия воздухозаборных шахт из нежилых помещений квартиры. Указанные каналы соединены между собой промежуточным воздуховодом, образующим указанную камеру с регенеративным теплоутилизатором, выполненным в виде войлочного фильтра. При этом указанный электровентилятор установлен в каждом из упомянутых внутренних и наружных патрубков, а прилежащее к нему клапанное устройство выполнено в виде обратного клапана с возможностью попеременного протекания через регенеративный теплоутилизатор промежуточного воздуховода атмосферного наружного воздуха и удаляемого из квартиры внутреннего воздуха в режимах трех фаз, выбираемых реле: фаза 1 - «приток», при которой открыты клапанные устройства наружного входного патрубка и внутреннего патрубка напорного воздуховода, а клапанные устройства наружного выпускного патрубка и внутреннего патрубка вытяжного воздуховода закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам электровентиляторы включены на прогон атмосферного наружного воздуха через регенеративный теплоутилизатор в жилые помещения квартиры; фаза 2 - «выпуск», при которой открыты клапанные устройства наружного выпускного патрубка и внутреннего патрубка вытяжного воздуховода, а клапанные устройства наружного входного патрубка и внутреннего патрубка напорного воздуховода закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам электровентиляторы включены на прогон внутреннего квартирного воздуха комнатной температуры через регенеративный теплоутилизатор в атмосферу и фаза 3 - «рециркуляция», при которой открыты клапанные устройства внутреннего патрубка напорного воздуховода и внутреннего патрубка вытяжного воздуховода, а клапанные устройства наружного выпускного патрубка и наружного входного патрубка закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам электровентиляторы включены на прогон внутреннего воздуха через регенеративный теплоутилизатор в жилые помещения квартиры. Обратные клапаны могут быть расположены перед или за электровентиляторами. Устройство может быть снабжено подогревателем воздуха - калорифером, а также одним электровентилятором, прилежащим к регенеративному теплоутилизатору и клапанными устройствами с электромагнитным приводом. Указанные каналы могут иметь Г-образную форму. Указанное реле времени для фаз «приток», «выпуск» может быть выполнено в виде датчика давления, а для фазы «рециркуляция» в виде задатчика интервала времени. Указанное реле времени для фазы «приток», может быть выполнено в виде датчика давления, для фазы «выпуск» в виде датчика температуры, размещенного в наружном выпускном патрубке, а для фазы «рециркуляция» может быть выполнено в виде задатчика интервала времени. Указанное реле интервала времени может быть выполнено в виде датчиков температуры, давления, влажности, задатчика интервала времени. Указанный войлочный фильтр может быть изготовлен в виде войлока из: медных металлических волокон; алюминиевых металлических волокон; волокон из нержавеющей стали; синтетических волокон; из керамического промываемого материала с фильтрующими для воздуха свойствами или из пластикового промываемого материала с фильтрующими для воздуха свойствами.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 представлено размещение установки в однокомнатной квартире; на фиг. 2 - продольный разрез корпуса; на фиг. 3 - фаза 1 «приток» в двухкомнатной квартире; на фиг. 4 - схема циркуляции воздуха в корпусе в фазе «приток»; на фиг. 5 - фаза 2 «выпуск» в двухкомнатной квартире; на фиг. 6 - схема циркуляции воздуха в корпусе в фазе «выпуск»; на фиг. 7 - фаза 3 «рециркуляция» в двухкомнатной квартире; на фиг. 8 - схема циркуляции воздуха в корпусе в фазе «рециркуляция»; на фиг. 9 - вариант исполнения с одним вентилятором и четырьмя клапанами; фиг. 10 - вариант расположения каналов; на фиг. 11 - вариант расположения каналов; на фиг. 12 - вид А на фиг. 11.
Приточно-вытяжная установка для вентиляции помещений квартиры 1 содержит напорные 2 и вытяжные 3 воздуховоды, выполненные с заборными 4 и выпускными 5 отверстиями, сообщенными с выполненными в полости корпуса 6 каналами 7.
При этом полость корпуса 6 связана с помещениями квартиры и с атмосферой наружного воздуха посредством выполненных в ней каналов 7 для приточного и вытяжного воздуха в виде внутренних патрубков 8 и 9, сообщенных с помещениями, и наружных патрубков 10 и 11, сообщенных с атмосферой наружного воздуха, при этом все патрубки снабжены клапанными устройствами 12.
Установка содержит электровентилятор 13 и камеру 14 с регенеративным теплоутилизатором 15.
Внутренняя поверхность корпуса 6 покрыта теплоизоляционным материалом (не показано), а в нежилых помещениях 16 и 17 (фиг. 1) размещены стандартные квартирные вытяжные отверстия 18 воздухозаборных шахт.
Указанные заборные отверстия 4 вытяжного воздуховода 3 размещены, по меньшей мере, в одном из жилых помещений 19 (фиг. 1) или в прихожей.
Указанные впускные отверстия 5 напорного воздуховода 2 размещены в каждом жилом помещении 19 (фиг. 1) и 20, 21 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7).
Корпус 6 приточно-вытяжной установки может быть установлен в одном из нежилых помещений, например, на кухне 17 (фиг. 1) или на лоджии 22 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7).
При этом конструктивные параметры, устанавливающие баланс производительности впускных 4 и выпускных 5 отверстий помещений квартиры 1, ограничены балансом воздухообмена в квартире 1, при котором объем приточного воздуха равен или превышает сумму объема удаляемого через регенеративный теплоутилизатор 15 воздуха из жилых помещений 19 и объема воздуха, удаляемого через указанные стандартные квартирные вытяжные отверстия 18 воздухозаборных шахт из нежилых помещений 16 и 17 квартиры 1.
Указанные каналы 7 соединены между собой промежуточным воздуховодом 23, содержащим указанную камеру 14 с регенеративным теплоутилизатором 15, выполненным в виде войлочного фильтра.
В каждом из упомянутых внутренних 8 и 9 и наружных 10 и 11 патрубков установлен указанный электровентилятор 13 с прилежащим к нему клапанным устройством 12 в виде обратного клапана с возможностью попеременного протекания через регенеративный теплоутилизатор 15 промежуточного воздуховода 14 атмосферного наружного воздуха и удаляемого из квартиры 1 воздуха в режимах трех фаз, выбираемых реле: фаза 1 - «приток» (фиг. 3, фиг. 4), при которой открыты клапанные устройства 12 наружного входного патрубка 11 и внутреннего патрубка 9 напорного 2 воздуховода, а клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон атмосферного наружного воздуха через регенеративный теплоутилизатор 15 в жилые помещения 19 (фиг. 1) и 20, 21 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7);
фаза 2 - «выпуск» (фиг. 5 и фиг. 6), при которой открыты клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3, а клапанные устройства 12 наружного входного патрубка 11 и внутреннего патрубка 9 напорного воздуховода 2 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон внутреннего квартирного воздуха комнатной температуры через регенеративный теплоутилизатор 15 в атмосферу и, фаза 3 - «рециркуляция» (фиг. 7 и фиг. 8), при которой открыты клапанные устройства 12 внутреннего патрубка 9 напорного воздуховода 2 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3, а клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и наружного входного патрубка 11 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон внутреннего воздуха через регенеративный теплоутилизатор 15 в жилые помещения 19 (фиг. 1) и 20, 21 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7).
Наружные патрубки 10 и 11 могут быть снабжены наружными воздуховодами 24.
Обратные клапаны 12 могут быть расположены перед или за электровентиляторами 13.
Устройство может быть снабжено подогревателем воздуха - калорифером (не показано), Возможен вариант устройства, например, с одним электровентилятором 13 (фиг. 9) в промежуточном воздуховоде 23, прилежащим к регенеративному теплоутилизатору 15, и клапанными устройствами 12 в каждом из четырех патрубков 8, 9, 10, 11.
При этом клапанные устройства 12 могут быть выполнены с электромагнитным приводом (не показано).
Указанные каналы могут иметь Г-образную форму (фиг. 11).
Промежуточный воздуховод 23 может иметь С-образную форму с сообщением с каналами 7 через отверстия.
Указанное реле времени для фаз «приток», «выпуск» может быть выполнено в виде датчика давления, а для фазы «рециркуляция» в виде задатчика интервала времени.
Указанное реле времени для фазы «приток», может быть выполнено в виде датчика давления, для фазы «выпуск» в виде датчика температуры, размещенного в наружном выпускном патрубке 10, а для фазы «рециркуляция» может быть выполнено в виде задатчика интервала времени.
Указанное реле интервала времени может быть выполнено в виде датчиков температуры, давления, влажности, задатчика интервала времени.
Указанный войлочный фильтр 15 может быть изготовлен в виде войлока из: медных металлических волокон; алюминиевых металлических волокон; волокон из нержавеющей стали; синтетических волокон; из керамического промываемого материала с фильтрующими для воздуха свойствами или из пластикового промываемого материала с фильтрующими для воздуха свойствами.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета, в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными.
Изобретение в том виде, как оно охарактеризовано в формуле, может быть осуществлено с помощью средств и методов, описанных в прототипе - патенте RU127875, ставшим общедоступным до даты приоритета изобретения.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное техническое решение не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, а в выявленных таких решениях не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанный в материалах заявки технический результат.
Т.е. заявленное решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование этих признаков в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат - снижение энергозатрат, улучшение микроклимата за счет снижения степени осушения квартирного воздуха и упрощение технологии изготовления.
Следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т.е. имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Осуществление заявленного изобретения достигается реализацией указанного назначения.
Для подтверждения возможности осуществления изобретения ниже приводятся следующие сведения о работе устройства, раскрывающие, как может быть осуществлено изобретение с реализацией указанного заявителем назначения и с подтверждением возможности достижения технического результата при осуществлении изобретения.
Приточно-вытяжная установка работает следующим образом.
Эффективность энергозатрат достигается за счет сбалансированности между приточным воздухом и удаляемым воздухом через само устройство и через стандартные квартирные вытяжные шахты (что не учитывается в других подобных устройствах). Эта сбалансированность позволяет максимально полно использовать рекуперируемое в устройстве тепло (с учетом того, что через стандартные квартирные вытяжные шахты в любом случае теряется тепло, так как через них удаляется теплый воздух).
Установка предусматривает попеременное пропускание через регенеративный теплоутилизатор 15 промежуточного воздуховода 23 атмосферного наружного воздуха и удаляемого из квартиры 1 воздуха в режимах трех фаз, выбираемых реле: фаза 1-«приток» (фиг. 3, фиг. 4), при которой открыты клапанные устройства 12 наружного входного патрубка 11 и внутреннего патрубка 9 напорного 2 воздуховода, а клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон атмосферного наружного воздуха через регенеративный теплоутилизатор 15 в жилые помещения 19 (фиг. 1) и 20, 21 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7);
фаза 2 - «выпуск» (фиг. 5 и фиг. 6), при которой открыты клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3, а клапанные устройства 12 наружного входного патрубка 11 и внутреннего патрубка 9 напорного воздуховода 2 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон внутреннего квартирного воздуха комнатной температуры через регенеративный теплоутилизатор 15 в атмосферу и,
фаза 3 - «рециркуляция» (фиг. 7 и фиг. 8), при которой открыты клапанные устройства 12 внутреннего патрубка 9 напорного воздуховода 2 и внутреннего патрубка 8 вытяжного воздуховода 3, а клапанные устройства 12 наружного выпускного патрубка 10 и наружного входного патрубка 11 закрыты, причем прилежащие к открытым клапанным устройствам 12 электровентиляторы 13 включены на прогон внутреннего квартирного воздуха через регенеративный теплоутилизатор 15 в жилые помещения 19 (фиг. 1) и 20, 21 (фиг. 3, фиг. 5, фиг. 7).
Приточно-вытяжная установка может использоваться для создания благоприятного микроклимата в помещениях квартиры, особенно в городах с загрязненной атмосферой и температурными колебаниями.
Преимущества изобретения с точки зрения практичности при реальном использовании - простота конструкции позволяет производить легкую чистку всех деталей конструкции, особенно актуальна легкосъемность и возможность многократной промывки фильтра - регенеративного теплоутилизатора, что очень важно для применения в городах с сильным загрязнением воздуха.
Устройство по изобретению отличается наибольшей сбалансированностью по возврату влаги, который происходит без обмерзания теплообменника практически в любые морозы, в отличие от других систем, даже если те допускают возврат влаги обратно в помещение.
Работа устройства в зимний период характерна тем, что во время первой фазы «приток» за счет уличного холодного воздуха происходит охлаждение фильтра - регенеративного теплоутилизатора, а также внутренних стенок внутреннего патрубка напорного воздуховода. Во время второй фазы «выпуск» теплый комнатный воздух соприкасается с холодными волокнами регенеративного теплоутилизатора, начинает охлаждаться, одновременно отдавая влагу и оставляя ее на волокнах регенеративного теплоутилизатора, на этом вторая фаза заканчивается (чтобы влага не была выброшена наружу) и начинается третья фаза - «рециркуляция».
Во время третьей фазы регенеративный теплоутилизатор окончательно догревается проходящим сквозь него комнатным воздухом до комнатной температуры, одновременно с этим капельки влаги, сконденсированной на нем во время предыдущей фазы «выпуск», смешиваются с потоком комнатного воздуха, тем самым увлажняя поток комнатного воздуха, одновременно с этим, происходит прогрев регенеративного теплоутилизатора и внутреннего патрубка напорного воздуховода комнатным воздухом. В начале прогрева внутреннего патрубка напорного воздуховода (когда патрубок еще холодный) на его внутренних стенках образуется конденсат, но, по мере движения комнатного воздуха, внутренние стенки патрубка, также, как и в случае с регенеративным теплоутилизатором, догреваются до комнатной температуры, вся сконденсированная влага смешивается с комнатным воздухом, и вся система осушается изнутри потоком комнатного воздуха. Таким образом, происходит возврат влаги в помещение и прогрев всей системы почти до комнатной температуры.
Далее наступает первая фаза «приток» и цикл повторяется. Во время фазы «приток» холодный уличный воздух соприкасается с регенеративным теплоутилизатором, прогретым до комнатной температуры, и с прогретыми внутренними стенками внутреннего патрубка напорного воздуховода. За счет тепла регенеративного теплоутилизатора, холодный уличный воздух прогревается и поступает в помещение, тем самым охлаждая регенеративный теплоутилизатор и по мере охлаждения регенеративного теплоутилизатора, постепенно охлаждает внутренние стенки внутреннего патрубка напорного воздуховода. Поскольку при прогреве воздуха влага не выделяется, фаза «приток» происходит без выделения влаги. Далее наступает фаза 2 «выпуск», и цикл повторяется.
Таким образом, устройство сводит к минимуму выброс влаги в зимний период на улицу, тем самым упрощая задачу увлажнения сухого комнатного воздуха в зимний период.
Возврат влажности влияет на создание комфортного для человека микроклимата, поскольку комфортная для человека влажность в зимний период должна быть на уровне 30%-40%. Зимой в квартире воздух сухой, ситуация усугубляется притоком уличного воздуха, относительная влажность которого при прогреве до комнатной температуры значительно падает, что в зимний период приводит к падению относительной влажности в самом помещении. Сухой воздух в квартире оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека. Поэтому задача предотвращения выброса влаги из квартиры в зимний период и увлажнения поступающего в квартиру воздуха является актуальной для подобных устройств.
Кроме того, во время рециркуляции очищается комнатный воздух от пыли, поскольку установка дает дополнительный эффект в виде функции воздухоочистителя.
Использование устройства дает возможность снизить энергозатраты за счет сбалансированности приточного и удаляемого воздуха (с учетом воздуха, удаляемого через стандартные квартирные отверстия вытяжных шахт), снизить степень осушения квартирного воздуха и упростить технологию изготовления.