Отопительно-вентиляционная система здания

(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Автор Липко Владимир Иосифович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Отопительно-вентиляционная система здания, включающая воздушный циркуляционный контур с теплообменными трубами, основной и дополнительные теплообменники,вентиляторы и источник теплоты, отличающаяся тем, что воздушный циркуляционный контур образован воздухозаборным вертикальным каналом, который через верхние приточные горизонтальные воздуховоды и теплообменные трубы основного теплообменника,размещенного внутри вытяжной вентиляционной шахты, сообщается с приточной вентиляционной камерой, которая через нижний горизонтальный приточный воздуховод и вертикальный воздухораздающий канал сообщается с вентилируемым помещением, которое в свою очередь через вытяжной канал, горизонтальный вытяжной воздуховод и межтрубное пространство основного теплообменника, сообщается с атмосферой, кроме того, приточная вентиляционная камера, вентиляторы и источник теплоты установлены вне обслуживаемых помещений.(56) 1. Патент Швейцарии 675624, МПК 24 7/007,опубл. 90.10.15. 2. Патент Российской Федерации 1343200, МПК 24 7/00, опубл. 1987. Относится к отопительно-вентиляционной технике и может быть использована для энергоресурсоэффективного тепловоздухоснабжения зданий. Известно устройство для нагрева или охлаждения здания 1, конструктивно состоящее из открытого в атмосферу приточно-вытяжного циркуляционного отопительновентиляционного воздушного контура с последовательным по ходу движения воздуха расположением элементов, включая железобетонное перекрытие здания, в котором предусмотрены полости для циркуляции воздуха, теплообменный аппарат-утилизатор для теплообмена между приточным и удаляемым воздухом, вентилятор и воздухопроводы. Такое устройство предназначено для одноэтажного промышленного или сельскохозяйственного здания с большой площадью железобетонного покрытия, воспринимающего,аккумулирующего и передающего теплоту солнечной радиации в результате теплообмена воздуху, циркулирующему по внутренним полостям пустот, расположенных в толще бетона,а затем приточный воздух проходит через теплообменный аппарат-утилизатор, теплообмениваясь с вытяжным воздухом, удаляемым из помещений, и поступает в обслуживаемые помещения. Аналогично работает устройство и в режиме охлаждения здания. Недостатками этого устройства являются использование воздушного теплоносителя в замкнутом циркуляционном контуре только для поддержания температурного режима без воздухоснабжения свежим приточным воздухом, без которого нормальная эксплуатация здания невозможна не используется тепловая энергия удаляемого вытяжного воздуха, величина которой очень значительна и оказывает существенное влияние на тепловой к.п.д. здания. Наиболее близкой к заявляемой является отопительно-вентиляционная система 2,содержащая воздушный циркуляционный контур с вентилятором и теплоизлучающими трубами, размещенными в помещении, теплообменниками и источниками теплоты, размещенными в дымоходе. Система содержит дополнительный теплообменник, установленный над основным, и звукопоглощающий кожух, установленный в помещении и имеющий две изолированные с помощью глушителя шума камеры, первая из которых сообщена с помощью приточного воздуховода с атмосферой, а другая - через воздухораспределители с помещением, причем вентилятор установлен в первой камере звукопоглощающего кожуха, а дополнительный теплообменник - в приточном воздуховоде. Недостатками этой системы, принятой за прототип, являются отсутствие возможности использования природной теплоты солнечной радиации не используется рекуперация трансмиссионной теплоты система имеет теплообменник, расположенный вне здания, что снижает тепловой к.п.д. за счет безвозвратных потерь теплоты в окружающую среду через наружные поверхности корпуса теплообменника. Задачей полезной модели является повышение энергоэффективности отопительновентиляционной системы за счет вторичного использования теряемой зданием трансмиссионной теплоты, дополнительным использованием природной энергии солнечной радиации и теплоты, содержащейся в удаляемом вытяжными системами вентиляции воздухе,для предварительного подогрева наружного приточного вентиляционного воздуха. Поставленная задача решается тем, что в отопительно-вентиляционной системе здания,включающей воздушный циркуляционный контур с теплообменными трубами, основной и дополнительные теплообменники, вентиляторы и источник теплоты, в отличие от прототипа воздушный циркуляционный контур образован воздухозаборным вертикальным каналом, который через верхние приточные горизонтальные воздуховоды и теплообменные трубы основного теплообменника, размещенного внутри вытяжной вентиляционной шахты, сообщается с приточной вентиляционной камерой. Приточная вентиляционная камера через нижний горизонтальный приточный воздуховод и вертикальный воздухораз 2 1134 дающий канал сообщается с вентилируемым помещением, которое в свою очередь через вытяжной канал, горизонтальный вытяжной воздуховод и межтрубное пространство основного теплообменника, сообщается с атмосферой. Приточная вентиляционная камера,вентиляторы и источник теплоты установлены вне обслуживаемых помещений. На рисунке представлено здание с заявляемой отопительно-вентиляционной системой. Отопительно-вентиляционная система здания включает воздушный циркуляционный контур, имеющий воздухоприемные отверстия 1 на входном конце воздухозаборного вертикального канала 2, который через верхние приточные горизонтальные воздуховоды 3 сообщается вверху с теплообменными трубами 4 основного теплообменника, размещенного внутри вытяжной вентиляционной шахты 5. Теплообменные трубы 4 внизу сообщаются с приточной вентиляционной камерой 6, в которой размещены калорифер 7 и приточный вентилятор 8. Приточная вентиляционная камера 6 через нижний горизонтальный приточный воздуховод 9, вертикальный воздухораздающий канал 10 и приточные регулируемые решетки 11 сообщается с вентилируемым помещением. В вентилируемом помещении установлены также регулируемые вытяжные решетки 12 на входных отверстиях в вертикальный вытяжной канал 13, который через горизонтальный вытяжной воздуховод 14 сообщается внизу с межтрубным пространством основного теплообменника, которое вверху сообщается с атмосферой через вытяжной вентилятор 15 или створки воздушного клапана 16. Воздухозаборный вертикальный канал 2 образован навесными панелями 17 и наружными поверхностями стен 18 и выполняет функции дополнительного теплообменника. Вертикальный воздухораздающий канал 10 расположен с внутренней стороны стен и выполняет функции второго дополнительного теплообменника. На случай отсутствия необходимости использования калорифера 7 в конструкции приточной вентиляционной камеры предусмотрена байпасная линия 19 с дроссель-клапаном 20. Калорифер 7, приточный вентилятор 8 и вытяжной вентилятор 15 установлены вне обслуживаемых помещений. Заявляемая отопительно-вентиляционная система работает следующим образом. Свежий наружный приточный воздух под действием естественного гравитационного давления или под действием принудительной циркуляции, создаваемой приточным 8 и(или) вытяжным 15 вентиляторами, поступает через воздухоприемное отверстие 1 и движется последовательно по воздухозаборному каналу 2, верхнему приточному горизонтальному воздуховоду 3, теплообменным трубам 4 основного теплообменника и поступает в приточную вентиляционную камеру 6. Из приточной вентиляционной камеры 6 воздух по нижнему горизонтальному приточному воздуховоду 9 и вертикальному воздухораздающему каналу 10 через регулируемые решетки 11 попадает в обслуживаемые помещения. Отработанный воздух из обслуживаемых помещений удаляется через регулируемые вытяжные решетки 12, последовательно движется по вертикальному вытяжному каналу 13,горизонтальному вытяжному воздуховоду 14, межтрубному пространству основного теплообменника вытяжным вентилятором 15 или через открывающиеся створки воздушного клапана 16 при отключенном вентиляторе 15 выбрасывается в атмосферу. Энергоэффективность системы повышается за счет предварительного подогрева воздуха через теплообменные поверхности воздухозаборного вертикального канала 2 прямой и рассеянной солнечной радиацией с одновременным тепловосприятием трансмиссионной теплоты, теряемой зданием через наружные стены, а также рекуперации теплоты, содержащейся в теплом вытяжном воздухе, проходящем через основной теплообменник в противоточном режиме с приточным воздухом. В жаркий летний период система может работать в режиме охлаждения воздуха при подаче в калорифер артезианской холодной воды или подключением к системе холодоснабжения здания, при этом вентилятор 15 отключается, а вентилятор 8 обеспечивает принудительную циркуляцию охлажденного воздуха через помещения с выбросом отработанного воздуха через межтрубное пространство и створчатый клапан 16 в атмосферу. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.