RU176737U1

RU176737U1 - AIR OUTLET PANEL

Info

Publication number: RU176737U1
Application number: RU2017106077U
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Мальгин; Валерий Александрович Кирдеев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "БЮРО ТЕХНИКИ"
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Полезная модель относится преимущественно к технике механической вентиляции и кондиционирования воздуха.Сущность полезной модели заключается в создании на поверхности перфорированного листа со стороны выпуска воздуха ячеек, ограниченных боковыми стенками, примыкающими торцевой поверхностью к листу. Каждая ячейка включает одно или несколько впускных отверстий с суммарным живым сечением, составляющим 5÷40% площади ее поперечного сечения, совпадающего с поверхностью листа, при высоте стенок, преимущественно равной величине от одного до трех размеров гидравлического диаметра выпускного отверстия.Полезная модель позволяет получить технический результат, а именно: изменить величину начальной скорости выпускаемого в помещение потока воздуха, повысить уровень его турбулентности и уменьшить максимальную скорость и дальнобойность потока. Позволяет рекомендовать панель для подачи воздуха непосредственно в обслуживаемую зону помещений, поддерживая в ней повышенный уровень мелкомасштабной турбулентности, способствующий созданию комфортного "динамического микроклимата".The utility model relates primarily to mechanical ventilation and air conditioning. The essence of the utility model is to create cells on the surface of the perforated sheet from the air outlet side, bounded by side walls adjacent to the sheet end surface. Each cell includes one or more inlets with a total live section of 5–40% of its cross-sectional area coinciding with the surface of the sheet, with a wall height predominantly equal to one to three sizes of the hydraulic diameter of the outlet. A useful model allows to obtain a technical result, namely: change the value of the initial speed of the air flow released into the room, increase the level of its turbulence and reduce the maximum speed and range of the flow . It allows you to recommend a panel for supplying air directly to the served area of the premises, maintaining an increased level of small-scale turbulence in it, which contributes to the creation of a comfortable "dynamic microclimate".

Description

Полезная модель относится преимущественно к технике механической вентиляции и кондиционирования воздуха.The utility model relates primarily to the technique of mechanical ventilation and air conditioning.

Перфорированная панель, содержащая один перфорированный лист, помещенный в металлическую рамку. Такие воздухораспределители перфорированные панели под маркой СПП, СКП серийно изготавливают на предприятии ООО «Арктос» в Санкт-Петербурге. Эти панели поставляются в комплекте с камерами статического давления, которые рекомендуется монтировать за подшивным потолком для организации подачи воздуха сверху вниз в помещения высотой 2,5÷5,0 м.A perforated panel containing one perforated sheet placed in a metal frame. Such air distributors perforated panels under the brand name SPP, SKP are serially manufactured at Arktos LLC in St. Petersburg. These panels are supplied with static pressure chambers, which are recommended to be mounted behind a false ceiling to arrange air supply from top to bottom in rooms with a height of 2.5 ÷ 5.0 m.

Описанные панели имеют следующий недостаток: дальнобойность потока воздуха по нормируемой комфортной скорости 0,2 м/с составляет у всех типоразмеров (при расходе воздуха, генерирующем акустические колебания мощностью 45 дБА) величину, превышающую 3 м, а при расходе воздуха, генерирующем акустические колебания мощностью 35 дБА соответственно 2 м. Такая дальнобойность потока воздуха, обусловленная недостаточным уровнем турбулентности приточного потока (при К_жс=0,3), не позволяет рекомендовать подобные изделия для подачи воздуха непосредственно в рабочую зону общественных помещений.The described panels have the following drawback: the range of the air flow at a normalized comfort speed of 0.2 m / s is greater than 3 m for all sizes (with an air flow generating acoustic vibrations with a power of 45 dBA), and with an air flow generating acoustic vibrations with a power of 35 dBA, respectively 2 m. Such a range of air flow due to insufficient turbulence of the supply stream (at K _wf = 0.3) does not allow us to recommend such products for direct air supply but into the working area of public spaces.

Описание и расчеты способов подачи воздуха через перфорированные тонколистовые поверхности описаны во многих работах М.И. Гримитлина, например, Распределение воздуха в помещениях. С-Петербург. Изд. "Авок Северо-Запад", изд. третье доп. и исправл., 2004. - 320 с.Description and calculations of air supply methods through perforated thin-sheet surfaces are described in many works by M.I. Grimmitlin, for example, the distribution of air in the premises. St. Petersburg Ed. Avoc Northwest, ed. third add. and corrected., 2004. - 320 p.

Известна также конструкция панели воздухораспределительного устройства (АС №726452), содержащая сетку и установленную перед ней жесткую спрямляющую решетку, выполненную в виде призм с высотой, составляющей 6-10 эквивалентных диаметров, и основанием, примыкающим к сетке, живое сечение которой составляет 10-20%, а живое сечение панели 90-99%. Воздух, двигаясь по ячейке решетки, постепенно заполняет все ее сечение, выравнивается и формирует прямоточную малотурбулентную струю.Also known is the design of the panel of the air distribution device (AC No. 726452), containing a grid and a rigid straightening grid installed in front of it, made in the form of prisms with a height of 6-10 equivalent diameters, and a base adjacent to the grid, whose live section is 10-20 %, and the live section of the panel is 90-99%. Air, moving along the cell of the lattice, gradually fills its entire section, is leveled and forms a direct-flow low-turbulent jet.

Недостатком такого воздухораспределительного устройства является его узкоспециализированное предназначение для так называемых "чистых технологических помещений" с целью обеспечения нормируемой сверх повышенной чистоты и термостабильности воздушного потока, который ограничен лишь сечением панели на расстоянии равном 4-6 размеров меньшей стороны прямоугольной панели.The disadvantage of such an air distribution device is its highly specialized purpose for the so-called "clean technological rooms" with the aim of ensuring normalized over high purity and thermal stability of the air flow, which is limited only by the section of the panel at a distance equal to 4-6 sizes of the smaller side of the rectangular panel.

При вентилировании общественных помещений очень часто требуется решать противоположную задачу - турбулизировать приточный воздушный поток для увеличения темпа его затухания (уменьшения максимальной скорости потока и его дальнобойности).When ventilating public premises, it is often required to solve the opposite problem - to turbulent the supply air flow to increase the rate of its attenuation (decrease the maximum flow rate and its range).

Наиболее близким к заявленному техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату воздухоподающим устройством и принятым за прототип является перфорированная воздуховыпускная панель (Патент RU №2552219), включающая тонкостенный перфорированный лист и дополнительный перфорированный лист, которые взаимно расположены с зазором, не превышающим величины 2-х гидравлических диаметров отверстий первого по ходу воздуха листа. Взаимное смещение центров отверстий обоих сдвоенных листов устанавливают в пределах величины шага перфорации отверстий второго по ходу воздуха листа.The closest to the claimed technical solution for the technical nature and the technical result achieved by the air supply device and adopted as a prototype is a perforated air outlet panel (Patent RU No. 2552219), including a thin-walled perforated sheet and an additional perforated sheet, which are mutually arranged with a gap not exceeding 2- x the hydraulic diameters of the holes of the first downstream sheet. The mutual displacement of the centers of the holes of both double sheets is set within the step size of the perforation of the holes of the second sheet along the air.

Техническая сущность известной панели со сдвоенными перфорированными листами близка к предлагаемой в заявке панели исключительно при рассмотрении варианта соосного расположения отверстий в обоих перфорированных листах (при нулевом смещении центров отверстий). При этом диаметры выпускных отверстий панели должны быть близки к диаметру поперечного сечения воздушной струи, выпускаемой через эти отверстия, т.е. отверстия первого по ходу воздуха листа всегда должны быть меньшего диаметра.The technical essence of the known panel with double perforated sheets is close to that proposed in the application panel exclusively when considering the option of coaxial arrangement of holes in both perforated sheets (with zero offset centers of the holes). In this case, the diameters of the outlet openings of the panel should be close to the diameter of the cross section of the air jet discharged through these openings, i.e. the holes of the first sheet of air should always be smaller in diameter.

Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:

- при изготовлении панели с фиксированным взаимным размещением центров отверстий сдвоенных перфорированных листов необходимо осуществлять и анализировать данные многочисленных физических экспериментов для выбора рациональной формы, размеров и плотности расположения отверстий на каждом перфорированном листе, а также величины относительного смещения центров отверстий; множественные сочетания перечисленных факторов определяют характеристики приточного воздушного потока (направления потока, скорости его затухания, площади зоны обслуживания);- in the manufacture of panels with fixed relative positioning of the centers of the holes of the double perforated sheets, it is necessary to carry out and analyze the data of numerous physical experiments to select the rational shape, size and density of the holes on each perforated sheet, as well as the relative displacement of the centers of the holes; multiple combinations of these factors determine the characteristics of the supply air stream (flow direction, its attenuation rate, area of the service area);

- сложность изготовления взаимно перемещаемых (регулируемых) сдвоенных перфорированных листов для последующего фиксирования оптимального вида приточного в помещение воздушного потока;- the complexity of manufacturing mutually movable (adjustable) double perforated sheets for subsequent fixation of the optimal type of supply air to the room;

- при нулевом смещении центров отверстий перфорированных листов не предусмотрено образование между листами боковых разделительных стенок, образующих смежные ячейки, включающие попарно и соосно расположенные впускные и выпускные отверстия (возможно несколько впускных отверстий). Это ухудшает условия возникновения устойчивого встречного направленного в условную ячейку потока воздуха, турбулизирующего и тормозящего основной приточный в помещение воздушный поток.- at zero displacement of the centers of the holes of the perforated sheets, it is not provided for the formation between the sheets of the side dividing walls forming adjacent cells, including inlet and outlet openings in pairs and coaxially (several inlet openings are possible). This worsens the conditions for the emergence of a stable counter-directed air flow directed into a conditional cell, which turbulizes and inhibits the main air supply to the room.

Технической задачей полезной модели является изменение величин начальных скоростей выпускаемого в помещение потока воздуха, повышение уровня его турбулентности и уменьшение максимальных скоростей, определяющих дальнобойность потока.The technical task of the utility model is to change the values of the initial velocities of the air flow released into the room, increase the level of its turbulence and decrease the maximum speeds that determine the range of the flow.

Поставленная задача решена следующим образом: на поверхности перфорированного листа воздуховыпускной низкоскоростной панели, со стороны выпуска воздуха образуют (устанавливают) ячейки, ограниченные боковыми стенками, примыкающими торцевой поверхностью к перфорированному листу. Причем каждая ячейка включает одно или несколько впускных отверстий с суммарным живым сечением составляющим 5÷40% площади ее поперечного сечения, совпадающего с поверхностью листа при высоте стенок преимущественно равной величине от одного до трех размеров гидравлического диаметра выпускного отверстия.The problem is solved as follows: on the surface of the perforated sheet of the low-speed air outlet panel, from the side of the air outlet form (install) cells defined by side walls adjacent to the perforated sheet by the end surface. Moreover, each cell includes one or more inlets with a total live section of 5–40% of its cross-sectional area, which coincides with the surface of the sheet with a wall height of predominantly equal to one to three sizes of the hydraulic diameter of the outlet.

При проведении физического эксперимента был получен ожидаемый технический результат не только при упорядоченном, т.е. симметричном расположении впускных отверстий между боковыми стенками ячеек (Фиг. 1), но даже при хаотичном сочетании количества впускных отверстий перфорированного листа и поперечной площади ячеек, при котором некоторые отверстия разделяются стенками на части, т.е. лишь через часть площади таких разделенных отверстий воздух вдоль стенок поступает в ячейку (Фиг. 2).When conducting a physical experiment, the expected technical result was obtained not only with an ordered, i.e. symmetrical arrangement of the inlets between the side walls of the cells (Fig. 1), but even with a chaotic combination of the number of inlets of the perforated sheet and the transverse area of the cells, in which some holes are divided by walls into parts, i.e. only through a part of the area of such divided openings, air along the walls enters the cell (Fig. 2).

При истечении воздуха через отверстия перфорированного листа формируются отдельные воздушные струи. Вблизи отверстий воздушные струи приобретают максимальную скорость движения, а около их поверхностей возникают зоны пониженного давления (разрежения). В дальнейшем струи расширяются, сливаются в общий воздушный поток и теряют свою индивидуальность.When air flows through the openings of the perforated sheet, separate air jets form. Near the openings, air jets acquire maximum speed, and zones of reduced pressure (rarefaction) arise near their surfaces. In the future, the jets expand, merge into a common air stream and lose their individuality.

При отсутствии ячеек в зоны пониженного давления, расположенные между струями, проникает (подсасывается) окружающий воздух по "боковому" направлению - от периферийных отверстий к центру перфорированной панели, который присоединяется к общему воздушному потоку.In the absence of cells, the air in the “lateral” direction - from the peripheral openings to the center of the perforated panel, which connects to the general air flow - penetrates (sucks) into the reduced pressure zones located between the jets.

Наличие боковых стенок ячеек препятствует традиционному боковому подсасыванию воздуха и обеспечивает возникновение встречного перемешивающего потока, который турбулизирует и затормаживает воздушные струи, истекающие из отверстий перфорированного листа, и уменьшает дальнобойность суммарного приточного в помещение потока.The presence of the side walls of the cells prevents the traditional side suction of air and ensures the occurrence of an oncoming mixing flow, which turbulizes and brakes the air jets flowing from the holes of the perforated sheet, and reduces the range of the total supply flow into the room.

Эффективная высота стенок ячеек должна примерно соответствовать величине равной от одного до трех гидравлических диаметров их выпускных отверстий. Причем величина площади выпускного отверстия каждой ячейки должна быть приблизительно равновелика площади поперечного сечения воздушной струи (или сумме струй), выпускаемой из этого отверстия. При большей высоте стенок ячеек проникновение в них встречного потока воздуха затрудняется или полностью прекращается. Эффект новизны пропадает! (Более высокие стенки в сотовых ячейках применяют для противоположного эффекта - уменьшения турбулентности приточного воздушного потока.)The effective height of the cell walls should approximately correspond to a value of one to three hydraulic diameters of their outlet openings. Moreover, the size of the area of the outlet of each cell should be approximately equal to the cross-sectional area of the air jet (or the sum of the jets) discharged from this hole. With a greater height of the walls of the cells, the penetration of the oncoming air flow into them is hindered or completely stopped. The effect of novelty disappears! (Higher walls in the cells are used for the opposite effect - reducing the turbulence of the supply air flow.)

Создание предлагаемых в полезной модели ячеек на поверхности перфорированного листа обеспечивает разворот подсасываемого потока воздуха на 90° (от бокового к встречному направлению). При этом успешно реализуется цель полезной модели.The creation of the cells proposed in the utility model on the surface of the perforated sheet provides a 90 ° turn of the intake air flow (from side to counter direction). At the same time, the goal of the utility model is successfully realized.

Техническим результатом полезной модели является изменение величин начальных скоростей выпускаемого в помещение потока воздуха, повышение уровня его турбулентности и уменьшения максимальных скоростей, дальнобойности потока.The technical result of the utility model is to change the values of the initial velocities of the air flow released into the room, increase the level of its turbulence and decrease the maximum speeds, the range of the flow.

При реализации заявленной полезной модели предпочтительно соблюдение симметричного расположения центров впускного отверстия (отверстий) и геометрической оси ячейки. Однако ощутимый результат наблюдался и при нарушении такой симметрии.When implementing the claimed utility model, it is preferable to observe a symmetrical arrangement of the centers of the inlet (s) and the geometric axis of the cell. However, a tangible result was observed when such symmetry was violated.

Предлагаемая воздуховыпускная низкоскоростная панель может содержать как отдельные (Фиг. 3), так и объединенные общими стенками смежные (сотовые) ячейки (Фиг. 2) или блоки с несколькими смежными ячейками (Фиг. 4). Объединение ячеек в блоки, как правило, способствует уменьшению размеров панели, упрощает и удешевляет ее изготовление, а также изменяет дизайн панели.The proposed air outlet low-speed panel may contain both individual (Fig. 3), and adjacent (cellular) cells (Fig. 2) or units with several adjacent cells united by common walls (Fig. 4). Combining cells into blocks, as a rule, helps to reduce the size of the panel, simplifies and reduces the cost of its manufacture, and also changes the design of the panel.

Наружные стенки крайнего ряда смежных ячеек могут быть выполнены на 10÷50% более высокими для уменьшения бокового подсоса воздуха по периферии панели (Фиг. 5).The outer walls of the extreme row of adjacent cells can be made 10–50% higher to reduce lateral air suction along the periphery of the panel (Fig. 5).

При изготовлении стенок ячеек или их части подвижными с образованием щелевого зазора между поверхностью перфорированного листа и кромками стенок, причем, величина зазора не превышает 10÷15% высоты стенок ячеек (Фиг. 6). появляется возможность изменять (задавать) степень торможения приточного воздушного потока. При этом кромки всех ячеек, расположенных на панели или части ячеек, фиксируют относительно поверхности перфорированного листа с постоянным или переменным щелевым зазором, например, с помощью дистанционных прокладок (проставок). Предусматривать специальные устройства для изменения величины зазора во время эксплуатации панели значительно ее усложняют и удорожают и, как правило, экономически нецелесообразны.In the manufacture of cell walls or their parts movable with the formation of a gap between the surface of the perforated sheet and the edges of the walls, moreover, the gap does not exceed 10 ÷ 15% of the height of the cell walls (Fig. 6). it becomes possible to change (set) the degree of braking of the supply air flow. At the same time, the edges of all cells located on the panel or part of the cells are fixed relative to the surface of the perforated sheet with a constant or variable slotted gap, for example, using spacers (spacers). Provide special devices for changing the gap during operation of the panel significantly complicate and cost it and, as a rule, are economically inexpedient.

При изготовлении стенок ячеек из легкого гибкого материала возможна аэродинамическая авто корректировка формы стенок ячеек, в которых устанавливается более эффективное взаимодействие встречных воздушных потоков, затормаживающее общий приточный воздушный поток. Возможно образование и изменение щелевого зазора при деформации ячеек (Фиг. 7).In the manufacture of cell walls of lightweight flexible material, aerodynamic auto-correction of the shape of the cell walls is possible, in which a more effective interaction of oncoming air flows is established, which inhibits the overall supply air flow. Possible formation and change of the gap gap during deformation of the cells (Fig. 7).

Полезная модель позволяет при практической реализации достигать технический результат, используя (соединяя в единую конструкцию) существующие элементы серийно выпускаемых воздухораспределителей, например, перфорированных и сотовых вентиляционных решеток.The utility model allows for practical implementation to achieve a technical result using (combining in a single design) existing elements of mass-produced air distributors, for example, perforated and cellular ventilation grilles.

При этом изделие, выполненное с использованием полезной модели, позволяет рекомендовать его для подачи воздуха непосредственно в обслуживаемую зону общественных помещений, поддерживая в ней повышенный уровень мелкомасштабной турбулентности, способствующий созданию комфортного "динамического микроклимата".At the same time, the product made using the utility model allows us to recommend it for supplying air directly to the served area of public buildings, maintaining an increased level of small-scale turbulence in it, which contributes to the creation of a comfortable “dynamic microclimate”.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками, на которых изображено:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which depict:

Фиг. 1. Фрагмент панели с симметричным расположением перфорированных отверстий относительно геометрической оси ячейки (воздуховыпускная сторона).FIG. 1. Fragment of a panel with a symmetrical arrangement of perforated holes relative to the geometrical axis of the cell (air outlet side).

Фиг. 2. Фрагмент панели (воздуховыпускная сторона). Вариант с хаотичным распределением перфорированных отверстий (d=4 мм) по отношению к выпускным отверстиям блока смежных прямоугольных ячеек.FIG. 2. Fragment of the panel (air outlet side). A variant with a random distribution of perforated holes (d = 4 mm) with respect to the outlet openings of a block of adjacent rectangular cells.

Фиг. 3. Фрагмент панели (воздуховыпускная сторона). Варианты с отдельными ячейками.FIG. 3. Fragment of the panel (air outlet side). Options with individual cells.

Фиг. 4. Фрагмент панели (воздуховыпускная сторона). Варианты с блоками ячеек.FIG. 4. Fragment of the panel (air outlet side). Options with cell blocks.

Фиг. 5. Фрагмент панели (вид сбоку, разрез). Вариант с различной высотой стенок ячеек.FIG. 5. Fragment of the panel (side view, section). Option with different cell wall heights.

Фиг. 6. Фрагмент панели (вид сбоку, разрез). Вариант щелевого зазора между кромками ячеек и поверхностью перфорированного листа.FIG. 6. Fragment of the panel (side view, section). Option slotted gap between the edges of the cells and the surface of the perforated sheet.

Фиг. 7. Фрагмент панели (вид сбоку, разрез). Вариант щелевого зазора между кромками ячеек и поверхностью перфорированного листа, образованный при деформации блока ячеек.FIG. 7. Fragment of the panel (side view, section). A variant of the slotted gap between the edges of the cells and the surface of the perforated sheet formed during deformation of the cell block.

При этом на всех рисунках использованы следующие идентичные обозначения:Moreover, the following identical designations are used in all figures:

Поз. 1 - перфорированный лист панели.Pos. 1 - perforated sheet of the panel.

Поз. 2 - стенка ячейки.Pos. 2 - cell wall.

Поз. 3 - воздуховыпускное отверстие перфорированного листа.Pos. 3 - air outlet of the perforated sheet.

Поз. 4 - контур (граница) панели.Pos. 4 - contour (border) of the panel.

Поз. 5 - проставка дистанционная.Pos. 5 - distance spacer.

Поз. 6 - зазор щелевой.Pos. 6 - gap gap.

Claims

1. An air outlet low-speed panel, including a thin-walled perforated sheet, characterized in that cells are formed on its surface from the air outlet side limited by side walls adjacent to the end surface of the sheet, each cell comprising one or more, for example, 2 to 10 inlets with total living cross-section, comprising 5–40% of its cross-sectional area, coinciding with the surface of the sheet with a wall height predominantly equal to one to three sizes of hydraulic the diameter of the outlet.

2. An air outlet low-speed panel according to claim 1, characterized in that the individual cells are combined into one or more blocks with common walls or wall sections of adjacent cells.

3. The air outlet low-speed panel according to claim 1, characterized in that the outer walls of the extreme row of adjacent cells are 10 ÷ 50% higher than the walls of cells located closer to the center of the panel.

4. The air outlet low-speed panel according to claim 1, characterized in that all the cell walls or part thereof are movable with the possibility of their movement and the formation of a gap between the surface of the perforated sheet and the edges of the walls, and the gap does not exceed 10 ÷ 15% of the height of the cell walls .

5. The air outlet low-speed panel according to claim 1, characterized in that all the walls of the cells or part thereof are made of lightweight flexible material that changes position or shape under the influence of a passing air stream.