Технологический чердак здания

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Липко Владимир Иосифович Добросольцева Елена Сергеевна Липко Святослав Владимирович Ланкович Светлана Валерьевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Технологический чердак здания, образованный наружными стенами, перекрытием верхнего этажа и верхним покрытием, в котором установлены рекуператор с четырьмя патрубками приточным входным, приточным выходным, вытяжным входным и вытяжным выходным, калорифер, приточный и вытяжной воздуховоды и вытяжная шахта с воздушным клапаном и крышным вентилятором, причем рекуператор приточным выходным патрубком присоединен к калориферу, сообщающемуся с приточным воздуховодом, вытяжным входным патрубком соединен с вытяжным воздуховодом, а вытяжным выходным патрубком присоединен к вытяжной шахте, кроме того, в одной из стен имеется воздухозаборное отверстие с регулируемой решеткой, отличающийся тем, что приточный входной патрубок рекуператора открыт в объем чердака, а воздухозаборное отверстие выполнено в наружной стене с противоположной стороны от этого патрубка.(56) 1. СНБ 3.02.04-03. Жилые здания. - Минск Минстройархитектуры, 2003. - С. 3. 2. Липко В.И. Энергоэффективное тепловоздухоснабжение гражданских зданий. В 2-х томах. Т.1. - Новополоцк ПГУ, 2004. - С. 99-100 (прототип). 96182013.10.30 Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении многоэтажных зданий, в которых обеспечивается утилизация тепла наружного воздуха и тепловых потерь здания в летний и зимний периоды. Известен технологический чердак здания 1, который представляет собой объемную вытяжную вентиляционную камеру, образованную наружными стенами, перекрытием верхнего этажа и верхним покрытием. Камера снабжена секционной шахтой, в которую теплый воздух из отапливаемых вентилируемых помещений поступает через вытяжные вентиляционные каналы, аккумулирует трансмиссионную теплоту, теряемую зданием через перекрытие верхнего этажа, а также теплоту солнечной радиации, воспринимаемую через чердачное покрытие, и затем выбрасывается через секционную шахту в атмосферу. К недостаткам этого чердака, принятого за аналог, относятся отсутствие возможности вторичного использования трансмиссионной теплоты, теряемой зданием через перекрытие верхнего этажа отсутствие возможности использования природной теплоты солнечной радиации для предварительного подогрева наружного приточного вентиляционного воздуха отсутствие возможности утилизации теплоты, содержащейся в вытяжном вентиляционном воздухе, который выбрасывается через шахту в атмосферу без вторичного использования для обогрева здания. Все перечисленные выше недостатки оказывают существенное влияние на тепловой КПД здания и значительно увеличивают энергоемкость при его эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому является технологический чердак здания 2, образованный наружными стенами, перекрытием верхнего этажа и верхним покрытием, в котором установлены рекуператор с четырьмя патрубками приточным входным, приточным выходным, вытяжным входным и вытяжным выходным, калорифер, приточный и вытяжной воздуховоды и вытяжная шахта с воздушным клапаном и крышным вентилятором, причем рекуператор приточным выходным патрубком присоединен к калориферу,сообщающемуся с приточным воздуховодом, вытяжным входным патрубком соединен с вытяжным воздуховодом, а вытяжным выходным патрубком присоединен к вытяжной шахте, кроме того, приточный входной патрубок рекуператора соединен с воздухозаборной камерой, которая сообщается с атмосферой через воздухозаборное отверстие с регулируемой решеткой, выполненное в одной из стен. Недостатками технологического чердака здания, принятого за прототип, являются отсутствие возможности вторичного использования трансмиссионной теплоты, теряемой зданием через перекрытие верхнего этажа, для дополнительного подогрева наружного приточного вентиляционного воздуха, который поступает в воздухозаборный канал снаружи из атмосферы, а не из герметичного объема чердака, в котором эта теплота аккумулируется на протяжении всего отопительного периода отсутствие возможности использования природной теплоты солнечной радиации в дневное время, которая воспринимается через верхнее покрытие чердака, внутри которого воздух находится без движения. Задачей полезной модели является значительное повышение энергоэффективности при эксплуатации зданий путем использования чердачного объема в качестве приточной камеры для забора предварительно подогретого наружного вентиляционного воздуха за счет утилизации трансмиссионной теплоты и природной теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации, воспринимаемой зданием через верхнее покрытие в дневное время в течение всего отопительного периода с целью снижения суммарного потребления тепловой энергии на обогрев здания. Поставленная задача решается тем, что в технологическом чердаке здания, образованном наружными стенами, перекрытием верхнего этажа и верхним покрытием, в котором установлены рекуператор с четырьмя патрубками приточным входным, приточным выходным, вытяжным входным и вытяжным выходным, калорифер, приточный и вытяжной воздуховоды и вытяжная шахта с воздушным клапаном и крышным вентилятором, при 2 96182013.10.30 чем рекуператор приточным выходным патрубком присоединен к калориферу, сообщающемуся с приточным воздуховодом, вытяжным входным патрубком соединен с вытяжным воздуховодом, а вытяжным выходным патрубком присоединен к вытяжной шахте, кроме того, в одной из стен имеется воздухозаборное отверстие с регулируемой решеткой, в отличие от прототипа, приточный входной патрубок рекуператора открыт в объем чердака, а воздухозаборное отверстие выполнено в наружной стене с противоположной стороны от этого патрубка. В предлагаемом решении объем чердака используется как объемная приточная вентиляционная камера, которая через окно с регулируемой решеткой в наружной стене связана с атмосферой для забора наружного приточного вентиляционного воздуха, который предварительно аккумулирует трансмиссионную теплоту, теряемую зданием через перекрытие верхнего этажа, и одновременно воспринимает в дневное время теплоту прямой и рассеянной солнечной радиации через верхнее покрытие чердака в течение всего отопительного периода, и таким образом предварительно подогретый направляется в пластинчатый рекуперативный теплообменник-утилизатор, в котором нагревается от теплоты, содержащейся в вытяжном воздухе перед выбросом в атмосферу. На фигуре представлена верхняя часть многоэтажного здания с заявляемой конструкцией технологического чердака, в котором чердак используется как объемная приточная камера для размещения технологического отопительно-вентиляционного оборудования. Технологический чердак здания образован наружными стенами 1, в одной из которых имеется воздухозаборное отверстие с регулируемой решеткой 2, перекрытием верхнего этажа 3 и верхним покрытием 4. В нем установлен рекуператор 5 с четырьмя патрубками приточным входным 6, приточным выходным 7, вытяжным входным 8 и вытяжным выходным 9, калорифер 10, приточный 11 и вытяжной 12 воздуховоды и вытяжная шахта 13 с воздушным клапаном 14 и крышным вентилятором 15. Рекуператор 5 приточным выходным патрубком 7 присоединен к калориферу 10, сообщающемуся с приточным воздуховодом 11, вытяжным входным патрубком 8 соединен с вытяжным воздуховодом 12, а вытяжным выходным патрубком 9 присоединен к вытяжной шахте 13. Приточный входной патрубок 6 рекуператора 5 открыт в объем чердака, а воздухозаборное отверстие с регулируемой решеткой 2 выполнено в наружной стене с противоположной стороны от этого патрубка. В процессе эксплуатации здания технологический чердак работает как объемная вентиляционная приточная камера в следующем аэродинамическом режиме. Наружный воздух при естественной вентиляции за счет сил гравитации, а при вынужденной циркуляции за счет работы крышного вентилятора 15 поступает внутрь чердака через отверстие с регулируемой решеткой 2 в наружных стенах 1, в котором аккумулирует трансмиссионную теплоту, теряемую зданием через перекрытие верхнего этажа 3, а также теплоту солнечной радиации, воспринимаемую через верхнее покрытие 4, и далее через входной патрубок 6 поступает в рекуператор 5, в котором дополнительно подогревается за счет теплоты,содержащейся в вытяжном воздухе, а окончательно догревается в калорифере 10 до расчетных значений температуры, который подключен к внешнему теплоисточнику (на фигуре не показан), после чего по приточному 11 и распределительным воздуховодам подается в вентилируемые помещения. Предлагаемая конструкция чердака являет собой инновационную модернизацию всех известных и применяемых ранее конструкций чердаков зданий и предназначается для широкого внедрения в практику градостроительства благодаря многоступенчатой схеме использования вторичных энергоресурсов и природной теплоты солнечной радиации с целью снижения энергоемкости при строительстве и эксплуатации жилья и улучшения условий проживания. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3