РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
ADJUSTABLE RECIRCULATION AIR DISTRIBUTOR

Изобретение относится к системам вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в помещениях общественных и производственных зданий различного назначения.
Известно большое количество устройств, относящихся к воздухораспределителям, в которых поступающий в помещение приточный воздух получают путем смешивания свежего (наружного) воздуха с рециркуляционным воздухом (воздухом из помещения) (например, GB №2438638, кл. F24F 3/044, опубл. 2007; US №6168517, кл. F24F 7/007, опубл. 2001; ЕР №1571402, кл. F24F 1/01, опубл. 2005; FR №2912808, кл. F24F 13/06, опубл. 2008; RU №2543594, кл. F24F 3/00, опубл. 2012, RU №2420696, кл. F24F 11/00, опубл. 2008 и др.).
Известен воздухораспределитель (RU №2479797 С1, кл. F24F 13/00, опубл. 2013), содержащий цилиндрический кожух с выполненной в его поверхности воздухоприемной щелью и с диффузором, закрепленным на краях выходного отверстия в одном из торцов кожуха, а противоположный торец, вблизи которого выполнена воздухоприемная щель, заглушен, при этом в центре заглушенного торца кожуха вырезано отверстие, в котором закреплен соосно с кожухом цилиндрический патрубок, нижний торец которого расположен примерно на уровне  высоты цилиндрического кожуха, а верхний торец заглушен и расположен выше заглушенного торца кожуха, в верхней части поверхности патрубка вырезано щелевое отверстие, к которому тангенциально относительно поверхности патрубка присоединен воздуховод для соединения с системой кондиционирования воздуха; к воздухоприемной щели кожуха тангенциально по отношению к поверхности кожуха присоединен воздуховод, снабженный осевым вентилятором, сообщенным с помещением, причем воздуховоды присоединены так, чтобы выходящие из них потоки воздуха, поступающие в кожух и в цилиндрический патрубок, двигались в одном направлении, а электродвигатель осевого вентилятора подключен к системе автоматического управления числом оборотов, состоящей из частотного регулятора, сравнивающего устройства, и двух датчиков температуры воздуха, один из которых установлен на выходе воздуха из воздухораспределителя, а другой - в помещении.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный воздухораспределитель (RU №2479799, кл. F24F 13/06, опубл. 2011), содержащий цилиндрический корпус с размещенными в выходном отверстии регулируемыми направляющими лопатками, причем на его входе установлен осевой вентилятор, в боковой поверхности корпуса вырезано отверстие, оснащенное патрубком для присоединения к подающему воздуховоду, внутри корпуса соосно с зазором от его внутренней поверхности размещен полый цилиндр, боковая поверхность которого перфорирована, между внутренней поверхностью корпуса и краями торцов цилиндра размещены герметизирующие кольцевые перегородки; воздухораспределитель снабжен частотным регулятором, подключенным к электродвигателю осевого вентилятора, к частотному регулятору подключены через сравнивающее устройство два датчика температуры воздуха, один из которых установлен в помещении, а другой размещен на выходе воздуха из направляющих лопаток.
Недостатками данных технических решений являются:
- изменение аэродинамического сопротивления в сети наружного воздуха при изменении расхода рециркуляционного воздуха (воздуха из помещения);
- значительное изменение характеристик приточной струи при изменении расхода рециркуляционного воздуха: скорости истечения струи, ее дальнобойности, аэродинамической характеристики.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение относительного постоянства характеристик приточной струи и постоянства аэродинамического сопротивления в сети наружного воздуха при изменении расхода рециркуляционного воздуха (воздуха из помещения).
Поставленная задача решена тем, что рециркуляционный воздухораспределитель содержит камеру статического давления с выпускными отверстиями, патрубок наружного воздуха, патрубок рециркуляционного воздуха с установленным в нем на входе вентилятором, преобразователь частоты вращения вентилятора, датчики температуры, контроллер, при этом контуры наружного воздуха и рециркуляционного воздуха разделены в камере статического давления, контур рециркуляционного воздуха в камере статического давления поделен на три зоны: внутреннюю зону А, среднюю - Б и наружную - В, площади зон А, Б и В имеют соотношение 1/2,75/4,58, а на входе рециркуляционного воздуха в зоны Б и В установлены регулирующие заслонки.
Сущность изобретение поясняется подробнее чертежами и описанием к ним.
На фиг. 1 схематично изображен регулируемый рециркуляционный воздухораспределитель в разрезе, вид сбоку; на фиг. 2 - вид снизу.
Регулируемый рециркуляционный воздухораспределитель содержит камеру статического давления 1, в центре которой расположен патрубок наружного воздуха 2 с выпускным отверстием, на входе в который установлен датчик температуры наружного воздуха (t1) 3 (контур наружного воздуха). Контур рециркуляционного воздуха снабжен патрубком рециркуляционного воздуха 4 с установленными в нем на входе датчиком температуры рециркуляционного воздуха (t2) 5 и вентилятором 6. Контур рециркуляционного воздуха разделен на три зоны: внутреннюю зону А, среднюю - Б и наружную - В, соотношение площадей зон А, Б и В в горизонтальной проекции составляет 1/2,75/4,58, на входе рециркуляционного воздуха в зоны Б и В установлены регулирующие заслонки 7 и 8. Расход рециркуляционного воздуха, подаваемого вертилятором 6, изменяется с помощью преобразователя частоты вращения вентилятора 9 по заданию контроллера 10.
Регулируемый рециркуляционный воздухораспределитель работает следующим образом.
Наружный воздух, подаваемый с постоянным расходом от приточной вентиляционной установки (не показана), направляется в камеру статического давления 1 через патрубок 2 и через выпускное отверстие (диффузор) направляется в помещение. С помощью вентилятора 6 через патрубок рециркуляционного воздуха 4 в камеру статического давления 1 подается рециркуляционный воздух (воздух из помещения). Контур рециркуляционного воздуха разделен на три зоны: внутреннюю зону А, примыкающую к контуру наружного воздуха, среднюю - Б и наружную - В, на входе рециркуляционного воздуха в зону Б установлены регулирующие заслонки 7, на входе рециркуляционного воздуха в зону В установлены регулирующие заслонки 8, принимающие положение открыто/закрыто по заданию контроллера с помощью электропривода. Расход рециркуляционного воздуха, подаваемого вертилятором 6, изменяется с помощью преобразователя частоты вращения вентилятора 9 по заданию контроллера 10, связанного с датчиками температуры наружного воздуха (t1) 3 и рециркуляционного воздуха (t2) 5.
Алгоритм регулирования расхода рециркуляционного воздуха и характеристик струи рециркуляционного воздуха в процессе эксплуатации заключается в следующем.
п
В процессе эксплуатации регулируемого рециркуляционного воздухораспределителя расход рециркуляционного воздуха, подаваемого вентилятором 6, меняется с помощью преобразователя частоты 9 по заданию контроллера 10. Задача контроллера 10 - поддержание заданного значения температуры приточного воздуха t (°С), определяемой по формуле:
где
p
3
L - расход подаваемого вентилятором рециркуляционного воздуха, м/час;
p
t - температура рециркуляционного воздуха, определяемая с помощью датчика температуры (t2), °С;
н
3
L - расход наружного воздуха (остается постоянным в течение эксплуатации), м/час;
н
t - температура наружного воздуха, определяемая с помощью датчика температуры (t1), °С.
A
Б
B
p
С целью поддержания относительного постоянства характеристик струи рециркуляционного воздуха контур рециркуляционного воздуха камеры статического давления 1 разделен перегородками на три зоны А (внутреннюю или центральную), Б (среднюю), В (наружную или периферийную), при этом площади зон соотносятся следующим образом: площадь зоны A (S)/площадь зоны Б (S)/площадь зоны В (S)=1/2,75/4,58. Площади зон рассчитаны таким образом, что при подаче вентилятором 6 расхода рециркуляционного воздуха в объеме 0÷33% от максимального расчетного расхода L регулируемые заслонки 7 и 8 находятся в закрытом положении, таким образом рециркуляционный воздух поступает в помещение только через зону А. При увеличении расхода рециркуляционного воздуха в объеме от 34 до 66% открываются регулируемые заслонки 7, рециркуляционный воздух подается через зоны А и Б. При подаче рециркуляционного воздуха в объеме от 67 до 100% открываются все заслонки 7 и 8, рециркуляционный воздух подается через зоны А, Б и В.
Для поддержания заданной температуры приточного воздуха с помощью контроллера 10 и частотного преобразователя 9 изменяется частота вращения вентилятора 6 и, соответственно, расход рециркуляционного воздуха. Конструкция регулируемого рециркуляционного воздухораспределителя обеспечивает необходимое смешение потоков наружного и рециркуляционного воздуха непосредственно в помещении, что позволяет поддерживать оптимальные параметры приточной струи на входе в рабочую зону помещений общественных зданий различного назначения.
Разделение контуров наружного и рециркуляционного воздуха позволяет обеспечить постоянство аэродинамического сопротивления в контуре наружного воздуха при изменении расхода рециркуляционного воздуха.
Таким образом, предложенный регулируемый рециркуляционный воздухораспределитель обеспечивает относительное постоянство характеристик струи приточного воздуха и постоянство аэродинамического сопротивления в контуре наружного воздуха при изменении расхода рециркуляционного воздуха, является эффективным при применении в системах вентиляции и кондиционирования воздуха с постоянным расходом наружного воздуха для ассимиляции внутренних теплоизбытков с помощью недогрева наружного воздуха в холодный и переходный периоды года.