Отопительно-вентиляционная система здания

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Липко Владимир Иосифович Зафатаев Виталий Анатольевич Липко Святослав Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Отопительно-вентиляционная система здания, содержащая приточный и вытяжной воздушные циркуляционные контуры, приточный контур включает воздухозаборный вертикальный канал, образованный навесными панелями и наружными поверхностями стен здания, канал выходным концом связан с приточной вентиляционной камерой, в которой размещены внешний источник теплоты и вентилятор, приточный контур включает также вертикальный приточный воздухораздающий канал, соединенный на входе с вентиляционной камерой, а на выходе - с вентилируемыми помещениями вытяжной контур включает вытяжную вентиляционную шахту, с которой связаны выходы вытяжных поэтажных воздуховодов, сообщающихся входами, снабженными регулируемыми решетками, с вентилируемыми помещениями, отличающаяся тем, что воздухозаборный вертикальный канал имеет воздухоприемное отверстие сверху, а с приточной вентиляционной камерой он 95992013.10.30 связан через пластинчатый теплообменник-утилизатор нижним выходным концом, в приточной вентиляционной камере дополнительно размещен шумоглушитель, воздухораздающий канал размещен внутри вытяжной вентиляционной шахты и соединен с горизонтальными поэтажными приточными воздуховодами, вытяжные поэтажные воздуховоды размещены горизонтально, вытяжная вентиляционная шахта снизу через горизонтальный вытяжной воздуховод и пластинчатый теплообменник-утилизатор связана с выбросным вытяжным воздуховодом, имеющим выход в атмосферу в нижней части здания.(56) 1. Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция,1991. - С. 211, 275. 2. Патент Республики Беларусь 1134, МПК 24 7/00, 2003 (прототип). Полезная модель относится к отопительно-вентиляционной технике и может быть использована для энергоресурсоэффективного тепловоздухоснабжения зданий. Известна отопительно-вентиляционная система здания 1, работающая в режиме воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, конструктивно состоящая из воздухоприемного отверстия, воздухозаборного вертикального канала, вертикальных и горизонтальных приточных воздуховодов, вертикальных и горизонтальных вытяжных воздуховодов, приточной вентиляционной камеры и вытяжной вентиляционной шахты, в которой предусмотрены вентиляторы для перемещения приточного и вытяжного воздуха и источник теплоты. К недостаткам отопительно-вентиляционной системы, принятой за аналог, относятся отсутствие возможности использования теплоты солнечной радиации для предварительного подогрева наружного приточного воздуха отсутствие возможности использования трансмиссионной теплоты, теряемой зданием через наружные вертикальные ограждающие конструкции отсутствие возможности утилизации теплоты, содержащейся в вытяжном вентиляционном воздухе, который выбрасывается в атмосферу. Все перечисленные выше недостатки оказывают существенное влияние на тепловой КПД здания и значительно увеличивают энергоемкость при его эксплуатации. Наиболее близкой к заявляемой является отопительно-вентиляционная система здания 2, включающая приточный и вытяжной воздушные циркуляционные контуры. Приточный контур включает воздухозаборный вертикальный канал, имеющий воздухоприемное отверстие на входном конце внизу и образованный навесными панелями и наружными поверхностями стен здания. Воздухозаборный канал выходным концом связан с приточной вентиляционной камерой, в которой размещены калорифер и приточный вентилятор. Приточный контур включает также воздухораздающий канал, обособленно размещенный внутри здания и соединенный на входе с вентиляционной камерой, а на выходе - с вентилируемыми помещениями. Вытяжной контур включает вытяжную вентиляционную шахту, с которой связаны выходы вытяжных поэтажных воздуховодов, сообщающихся входами,снабженными регулируемыми решетками, с вентилируемыми помещениями. Вытяжная вентиляционная шахта вверху через вытяжной вентилятор или воздушный клапан (при отключенном вентиляторе) сообщается с атмосферой. Недостатками этой отопительно-вентиляционной системы, принятой за прототип, являются достаточно сложное конструктивное исполнение с протяженными приточными и вытяжными вертикальными и горизонтальными воздуховодами создает повышенное аэродинамическое сопротивление воздушного циркуляционного контура, что вызывает необходимость установки двух вентиляторов - приточного и вытяжного 2 95992013.10.30 расположение приточных горизонтальных воздуховодов в объеме чердака и установка крышного вентилятора удорожают строительство и эксплуатацию здания, исключая при этом возможность использования верхней части здания для других целей. Задачей полезной модели является повышение энергоэффективности отопительновентиляционной системы за счет значительного упрощения конструктивного исполнения,применения более компактных пластинчатых теплообменников-утилизаторов и освобождения от вентоборудования и воздуховодов верхней части здания для использования по другому более необходимому назначению, повышающему комфорт условий проживания. Поставленная задача решается тем, что в отопительно-вентиляционной системе здания, содержащей приточный и вытяжной воздушные циркуляционные контуры, в которой приточный контур включает воздухозаборный вертикальный канал, образованный навесными панелями и наружными поверхностями стен здания, канал выходным концом связан с приточной вентиляционной камерой, в которой размещены внешний источник теплоты и вентилятор, приточный контур включает также воздухораздающий канал, соединенный на входе с вентиляционной камерой, а на выходе - с вентилируемыми помещениями вытяжной контур включает вытяжную вентиляционную шахту, с которой связаны выходы вытяжных поэтажных воздуховодов, сообщающихся входами, снабженными регулируемыми решетками, с вентилируемыми помещениями, в отличие от прототипа, воздухозаборный вертикальный канал имеет воздухоприемное отверстие сверху, а с приточной вентиляционной камерой он связан через пластинчатый теплообменник-утилизатор нижним выходным концом, в приточной вентиляционной камере дополнительно размещен шумоглушитель, воздухораздающий канал размещен внутри вытяжной вентиляционной шахты и соединен с горизонтальными поэтажными приточными воздуховодами, вытяжные поэтажные воздуховоды размещены горизонтально, вытяжная вентиляционная шахта снизу через горизонтальный вытяжной воздуховод и пластинчатый теплообменник-утилизатор связана с выбросным вытяжным воздуховодом, имеющим выход в атмосферу в нижней части здания. На фигуре представлен фрагмент здания с заявляемой отопительно-вентиляционной системой. Отопительно-вентиляционная система включает приточный и вытяжной воздушные циркуляционные контуры. Приточный воздушный циркуляционный контур имеет воздухоприемное отверстие 1, расположенное сверху воздухозаборного канала 2, образованного навесными панелями 3 и наружными поверхностями стен 4 здания. Канал 2 через приемный приточный патрубок 5 пластинчатого теплообменника-утилизатора 6 и выходной приточный патрубок 7 связан с приточной вентиляционной камерой 8. В камере 8 размещены внешний источник теплоты 9, вентилятор 10 и шумоглушитель 11. Камера 8 соединена с вертикальным приточным воздухораздающим каналом 12, размещенным внутри вытяжной вентиляционной шахты 13. Канал 12 через поэтажные горизонтальные приточные воздуховоды 14 с регулируемыми решетками 15 сообщается с вентилируемыми помещениями. Вытяжной контур включает вытяжную вентиляционную шахту 13, с которой связаны выходы горизонтальных вытяжных поэтажных воздуховодов 16, сообщающихся входами, снабженными регулируемыми решетками 17, с вентилируемыми помещениями. Вытяжная вентиляционная шахта 13 снизу через горизонтальный вытяжной воздуховод 18 и приемный вытяжной патрубок 19 пластинчатого теплообменника-утилизатора 6, выходной вытяжной патрубок 20 пластинчатого теплообменника-утилизатора 6 связана с выбросным вытяжным воздуховодом 21, имеющим выход в атмосферу в нижней части здания. В конструкции отопительно-вентиляционной системы предусмотрены жалюзи 22 для регулирования расхода приточного воздуха и воздушный клапан 23, расположенные в нижней части воздухозаборного канала 2. Заявляемая отопительно-вентиляционная система работает следующим образом. Свежий наружный приточный воздух под действием принудительной циркуляции, создавае 3 95992013.10.30 мой вентилятором 10, через воздухоприемное отверстие 1, воздухозаборный канал 2 и приемный приточный патрубок 5 поступает в пластинчатый теплообменник-утилизатор 6,в котором за счет рекуперации отбирает (воспринимает) часть теплоты, оставшейся в вытяжном вентиляционном воздухе после прохождения вентиляционной шахты перед выбросом в атмосферу. Таким образом, наружный приточный воздух предварительно подогревается сначала при прохождении воздухозаборного канала 2 за счет трансмиссионной теплоты, теряемой зданием через наружные вертикальные ограждающие конструкции непрерывно в течение всего отопительного периода, и за счет теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации через навесные панели 3 в дневное время суток. Далее, пройдя две стадии утилизации теряемой зданием теплоты, наружный воздух поступает в приточную вентиляционную камеру 8, где при необходимости при пиковых нагрузках дополнительно подогревается до расчетных значений от внешнего источника теплоты 9 и вентилятором 10 через шумоглушитель 11 подается в вертикальный приточный воздухораздающий канал 12, где по всей высоте здания контактирует через стенки канала со встречным потоком теплого вытяжного воздуха, проходящего внутри вытяжной вентиляционной шахты 13, и обменивается теплотой на третьей стадии утилизации теплоты из вытяжного воздуха. Из вертикального приточного воздухораздающего канала 12,пройдя уже три ступени утилизации теряемой зданием теплоты и используя природную теплоту солнечной радиации и при необходимости внешний источник теплоты 9, наружный приточный вентиляционный воздух поступает через поэтажные горизонтальные приточные воздуховоды 14 и регулируемые решетки 15 в необходимых количествах в обслуживаемые помещения, откуда под избыточным давлением в режиме эксфильтрации выдавливается через поэтажные горизонтальные вытяжные воздуховоды 16 с регулируемыми решетками 17, вытяжную вентиляционную шахту 13, вытяжной горизонтальный воздуховод 18, приемный вытяжной патрубок 19 пластинчатого теплообменника-утилизатора 6, выходной вытяжной патрубок 20 пластинчатого теплообменника-утилизатора 6 и выбросной вытяжной воздуховод 21 выбрасывается в атмосферу. В летний период времени в целях исключения перегрева здания в конструкции предусмотрена установка воздушного клапана 23, который открывает отверстие в нижней части воздухозаборного канала 2 и обеспечивает активное естественное охлаждение фасада здания наружным воздухом от инсоляции. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4