RU2603575C1 - Device for intensification of external air heating - Google Patents

Device for intensification of external air heating Download PDF

Info

Publication number
RU2603575C1
RU2603575C1 RU2015120821/12A RU2015120821A RU2603575C1 RU 2603575 C1 RU2603575 C1 RU 2603575C1 RU 2015120821/12 A RU2015120821/12 A RU 2015120821/12A RU 2015120821 A RU2015120821 A RU 2015120821A RU 2603575 C1 RU2603575 C1 RU 2603575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
ventilation
cold air
separation
plates
Prior art date
Application number
RU2015120821/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Артамонов
Николай Ильич Куриленко
Ахтям Зиевич Идрисов
Марат Ахтямович Идрисов
Вадим Александрович Тимошенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority to RU2015120821/12A priority Critical patent/RU2603575C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2603575C1 publication Critical patent/RU2603575C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02Ducting arrangements
    • F24F13/04Air-mixing units

Abstract

FIELD: ventilation.
SUBSTANCE: invention relates to air ventilation and conditioning and can be used in ventilation systems with cold air supply directly to the room through ventilation openings. Device for intensification of external air heating with spatial structure, which consists of pins for connecting to plenum opening or unified air-valve with loop for attaching device in space; plates for regenerative heat exchange and separation of flows of hot and cold air into layers. Separation plates are oriented horizontally and fan out upwards; there are guide louvers, condensate drain union, and no vertical sidewalls.
EFFECT: use of the given invention will allow to avoid overheating of the upper part of the room and exclude freezing of equipment at the floor level.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в системах вентиляции с подачей холодного воздуха непосредственно в помещение через вентиляционные проемы.The invention relates to techniques for ventilation and air conditioning and can be used in ventilation systems with the supply of cold air directly to the room through the ventilation openings.

Известно устройство для смешивания подогретого и холодного воздуха, включающее короб с отверстиями, боковые стенки которого выполнены с направляющими пластинами, между ними вмонтированы насадки, прикрепленные к днищу короба под каждым из отверстий [RU 290154 А1, МПК6 F24F 13/04, опубл. 01.01.1971].A device for mixing heated and cold air, including a box with holes, the side walls of which are made with guide plates, between them are mounted nozzles attached to the bottom of the box under each of the holes [RU 290154 A1, IPC6 F24F 13/04, publ. 01/01/1971].

Наиболее близким аналогом является устройство для смешивания подогретого и холодного воздуха, где к нижним частям пластин и насадок прикреплена планка, а в плоскости, перпендикулярной к планке и проходящей через выходные отверстия насадок, установлены поворотные створки, одни из которых размещены в выходных отверстиях насадок, а другие - между ними [RU 688786 А2, МПК5 F24F 13/03, опубл. 30.09.1979].The closest analogue is a device for mixing heated and cold air, where a strip is attached to the lower parts of the plates and nozzles, and pivoting flaps are installed in a plane perpendicular to the strip and passing through the nozzle outlet openings, one of which is placed in the nozzle outlet openings, and others between them [RU 688786 A2, IPC5 F24F 13/03, publ. 09/30/1979].

Недостатком аналога и прототипа является необходимость подключения подводящих воздуховодов горячего и холодного воздуха. В представленных установках происходит сужение сечения подводящих воздуховодов, как следствие, - повышенные аэродинамические сопротивления. Отсутствует возможность изменить направление движения смешанного потока воздуха.The disadvantage of analog and prototype is the need to connect the inlet ducts of hot and cold air. In the presented installations, there is a narrowing of the section of the supply ducts, as a result, increased aerodynamic drags. There is no possibility to change the direction of movement of the mixed air flow.

Задачей изобретения является обеспечение наиболее полного смешения холодного наружного и горячего воздуха из тепловентилятора и, как следствие, повышение интенсификации нагрева наружного воздуха.The objective of the invention is to provide the most complete mixing of cold outside and hot air from a fan heater and, as a result, increase the intensification of heating of outdoor air.

Применение данного изобретения позволит получить следующий технический результат: работа котла с расчетным КПД, энергоэффективная работа системы вентиляции котельной, отсутствие перегрева верхней части помещения, исключение возможности замораживания оборудования на отметке у пола котельной, снижение эксплуатационных затрат системы вентиляции.The application of this invention will allow to obtain the following technical result: operation of the boiler with design efficiency, energy-efficient operation of the boiler ventilation system, the absence of overheating of the upper part of the room, elimination of the possibility of freezing equipment at the mark on the floor of the boiler room, reduction of operating costs of the ventilation system.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для интенсификации нагрева наружного воздуха имеет пространственную конструкцию, которая состоит из шпилек для подключения устройства к приточному проему или КВУ петлей крепления устройства в пространстве, разделительных пластин для рекуперативного теплообмена и разделения потоков горячего и холодного воздуха на слои, где разделительные пластины ориентированы горизонтально с веерным раскрытием вверх, предусмотрены направляющие жалюзи, штуцер отвода конденсата.The specified technical result is achieved by the fact that the device for intensifying the heating of external air has a spatial structure, which consists of studs for connecting the device to the supply aperture or the HLF with the device mounting loop in space, dividing plates for regenerative heat transfer and separation of the flows of hot and cold air into layers, where the separation plates are oriented horizontally with a fan opening upwards, guide louvers are provided, a condensate drain fitting.

Использование данного изобретения имеет ряд преимуществ:The use of this invention has several advantages:

1. Нет необходимости в применении подводящих воздуховодов, хотя изобретение можно использовать и с подводящими воздуховодами.1. There is no need for inlet ducts, although the invention can also be used with inlet ducts.

2. За счет веерной компоновки разделительных пластин при минимальных габаритах не происходит снижение площади поперечного сечения приточного отверстия. Также компоновка аппарата не уменьшает поперечное сечение потока горячего воздуха.2. Due to the fan layout of the separation plates with minimal dimensions, the cross-sectional area of the supply opening does not decrease. Also, the layout of the apparatus does not reduce the cross section of the flow of hot air.

3. Более высокая площадь рекуперативного теплообмена.3. Higher area of regenerative heat transfer.

4. Возможность изменения направления суммарного потока воздуха в пределах от 0 до 90°.4. The ability to change the direction of the total air flow in the range from 0 to 90 °.

5. Возможность сбора и отвода конденсата.5. The ability to collect and drain condensate.

6. Благодаря организации потоков воздуха параллельно разделяющим пластинам минимизированы аэродинамические сопротивления.6. Due to the organization of air flows parallel to the dividing plates, aerodynamic drags are minimized.

На фиг. 1 показан вариант применения устройства для установки в системе вентиляции блочных автоматизированных котельных.In FIG. 1 shows an application of a device for installation in a ventilation system of block automated boiler rooms.

На фиг. 2 показан общий вид устройства.In FIG. 2 shows a general view of the device.

На фиг. 3 показаны сечения, поясняющие принцип работы изобретения с указанием воздушных потоков, их направлений и зон рабочего объема изобретения.In FIG. 3 shows sections explaining the principle of operation of the invention, indicating air flows, their directions and zones of the working volume of the invention.

Изобретение направлено на повышение эффективности систем воздушного отопления блочных автоматизированных котельных. В такие помещения воздух поступает через вентиляционные проемы в стене 2 под действием разрежения, создаваемого дутьевой горелкой, без предварительного подогрева со скоростью 1-1,5 м/с и отрицательной температурой. Изобретение монтируется с внутренней стороны помещения на клапан вентиляционный утепленный (КВУ) 3, установленный на вентиляционном проеме. Основная идея, на которой основано изобретение, заключается в том, чтобы разделить суммарный поток на чередующиеся слои горячего и холодного воздуха, тем самым смешав их. Поступающий воздух разделяется металлическими перегородками 4 на две зоны: в первой зоне движется только горячий воздух от тепловентилятора 1, во второй зоне движется и горячий, и холодный воздух. Наружный воздух, пройдя КВУ 3, попадает в устройство для интенсификации нагрева наружного воздуха, где общий поток, разделяясь перегородками 4 на горизонтальные слои, попадает только во вторую зону. Тепловентилятор 1, работая по принципу тепловой завесы, создает поток горячего воздуха, направленный перпендикулярно слоям холодного воздуха. Горячий воздух от вентилятора подается как в первую, так и во вторую зоны.The invention is aimed at improving the efficiency of air heating systems of automated block boiler houses. In such rooms, air enters through the ventilation openings in the wall 2 under the action of the vacuum created by the blower, without preheating at a speed of 1-1.5 m / s and a negative temperature. The invention is mounted on the inside of the room on an insulated ventilation valve (HVA) 3 mounted on a ventilation opening. The main idea on which the invention is based is to divide the total flow into alternating layers of hot and cold air, thereby mixing them. The incoming air is divided by metal partitions 4 into two zones: in the first zone only hot air moves from the fan heater 1, in the second zone both hot and cold air move. After passing through the HLV 3, the outside air enters the device for intensifying the heating of the outside air, where the total flow, being divided by partitions 4 into horizontal layers, enters only the second zone. Fan heater 1, working on the principle of a thermal curtain, creates a stream of hot air directed perpendicular to the layers of cold air. Hot air from the fan is supplied to both the first and second zones.

Принцип движения воздуха во второй зоне аналогичен принципу работы системы воздушного отопления на основе тепловентиляторов, когда из-за скорости движения и разности плотностей потоки перемешиваются частично в зоне контакта и изменяют свое направление. Тем самым холодный поток выходит с противоположной стороны от вентилятора, где подхватывается горячим воздухом из первой зоны. После устройства общий поток разделен на горизонтальные слои горячего и холодного воздуха, которые быстро перемешиваются.The principle of air movement in the second zone is similar to the principle of operation of an air heating system based on fan heaters, when due to the speed of movement and the difference in densities, the flows are partially mixed in the contact zone and change their direction. Thus, the cold stream exits from the opposite side of the fan, where it is picked up by hot air from the first zone. After the device, the total flow is divided into horizontal layers of hot and cold air, which mix rapidly.

Металлические разделительные перегородки 4 не только разделяют потоки, но и работают как стенки рекуператора, способствуя дополнительному нагреву холодного воздуха. Расположение слоев выбрано таким образом, чтобы суммарный поток был разделен на чередующиеся слои горячего и холодного воздуха. При этом нижним слоем выбирается слой только горячего воздуха во избежание попадания холодного воздуха, обладающего большей плотностью, в нижнюю часть помещения. Так как устройство предназначено для использования в помещениях с явными избытками теплоты, где наиболее нагретой является верхняя часть помещения, форма перегородок предусмотрена веерная с раскрытием вверх. Такая форма позволит направить поток поступающего воздуха в зону с теплоизбытками и ассимилировать их, что отвечает принципам энергосбережения и актуально в режимах работы с выключенными тепловентиляторами. Устройство занимает минимальные габариты, при этом не требуя увеличения площади поперечного сечения приточного отверстия и не уменьшая его. Малые углы наклона металлических перегородок 4 и движение воздуха параллельно перегородкам минимизируют аэродинамические сопротивления. Для присоединения конструкции к приточному отверстию предусмотрены шпильки 5 с гайками, а для крепления короба предусмотрены крепежные петли 6. Конструкция имеет большой диапазон расходов и температур, в которых изобретение может быть применено. Угол наклона и площадь сечения первой и второй зон может меняться в конструкциях изобретения в зависимости от требуемых параметров работы установки. Поток воздуха в первой зоне не изменяет направление. Поэтому для того, чтобы максимально использовать тепло от тепловентилятора 1, повысить качество смешения воздуха и исключить попадание холодного воздуха в нижнюю часть помещения, предусмотрены металлические направляющие жалюзи 7, которые выставляются по направлению общего потока. Тем самым слои первой зоны также движутся по направлению общего потока.Metal dividing walls 4 not only separate streams, but also work as the walls of a recuperator, contributing to additional heating of cold air. The arrangement of the layers is chosen so that the total flow is divided into alternating layers of hot and cold air. In this case, only the layer of hot air is selected as the lower layer in order to avoid the ingress of cold air with a higher density into the lower part of the room. Since the device is intended for use in rooms with obvious excesses of heat, where the upper part of the room is the most heated, the shape of the partitions is fan-shaped with an opening upwards. This form will allow us to direct the flow of incoming air into the zone with heat surpluses and assimilate them, which meets the principles of energy conservation and is relevant in operating modes with the fan heaters off. The device occupies a minimum size, while not requiring an increase in the cross-sectional area of the supply opening and without reducing it. Small angles of inclination of the metal partitions 4 and the movement of air parallel to the partitions minimize aerodynamic drag. To attach the structure to the air inlet, studs 5 with nuts are provided, and fastening loops 6 are provided for attaching the box. The design has a wide range of flow rates and temperatures in which the invention can be applied. The angle of inclination and the cross-sectional area of the first and second zones may vary in the constructions of the invention depending on the required parameters of the installation. The air flow in the first zone does not change direction. Therefore, in order to maximize the use of heat from the fan heater 1, to improve the quality of air mixing and to prevent the ingress of cold air into the lower part of the room, metal guide louvers 7 are provided, which are set in the direction of the general flow. Thus, the layers of the first zone also move in the direction of the general flow.

В конструкции изобретения предусмотрен штуцер для отвода конденсата 8.The design of the invention provides a fitting for draining the condensate 8.

При малых значениях расхода или при необходимости направить поток по оси приточного отверстия возможно предусмотреть заглушку на стенку, противоположную тепловентилятору 1, взамен металлических направляющих жалюзи 7, которые направляют поток первой зоны по направлению общего потока смешанного воздуха. Угол α, фиг. 3, определяется по следующей формуле:At low flow rates or, if necessary, direct the flow along the axis of the supply opening, it is possible to provide a plug on the wall opposite to the fan heater 1, instead of the metal guide louvers 7, which direct the flow of the first zone in the direction of the general mixed air flow. Angle α, FIG. 3 is determined by the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где α - угол отклонения суммарного потока от направления движения горячего воздуха;where α is the angle of deviation of the total flow from the direction of movement of hot air;

Lг.в. - объемный расход горячего воздуха во второй зоне, м3/с;L m.v. - volumetric flow rate of hot air in the second zone, m 3 / s;

Lх.в. - объемный расход холодного воздуха во второй зоне, м3/с;L h.v. - volumetric flow rate of cold air in the second zone, m 3 / s;

ρг.в. - плотность горячего воздуха, кг/м3;ρ m.v. - density of hot air, kg / m 3 ;

ρх.в. - плотность холодного воздуха, кг/м3.ρ h.v. - the density of cold air, kg / m 3 .

Площадь второй зоны, обдуваемой тепловентилятором, должна находиться с площадью приточного отверстия в следующем соотношении:The area of the second zone, blown by the fan heater, must be with the area of the supply air in the following ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где α - желаемый угол отклонения суммарного потока от направления движения горячего воздуха,where α is the desired angle of deviation of the total flow from the direction of movement of hot air,

υг.в. - скорость горячего воздуха во второй зоне, м/с;υ m.y. - the speed of hot air in the second zone, m / s;

υх.в. - скорость холодного воздуха во второй зоне, м/с;υ h.v. - the speed of cold air in the second zone, m / s;

S2 - площадь второй зоны, обдуваемой тепловентилятором, м2;S 2 - the area of the second zone blown by the fan heater, m 2 ;

Sпр - площадь приточного отверстия, м2.S CR - the supply air area, m 2 .

Тепловая мощность тепловентилятора рассчитывается по формуле:The thermal power of the fan heater is calculated by the formula:

Qк=cG(tн.в.-tвн.в)Q a = cG (t -t Present vn.v)

где Qк - тепловая мощность, необходимая на нагрев воздуха, кВт;where Q to - thermal power required for heating the air, kW;

c - теплоемкость воздуха, кДж/кг°C;c is the heat capacity of air, kJ / kg ° C;

tн.в. - расчетная температура наружного воздуха, °C;t present - calculated outdoor temperature, ° C;

tвн.в. - расчетная температура внутреннего воздуха, °C.t int - calculated internal air temperature, ° C.

Конструкция изобретения универсальна и может быть использована в различных вариантах установки тепловентилятора и различных помещениях по назначению.The design of the invention is universal and can be used in various options for installing a fan heater and various rooms for its intended purpose.

Данная система проста в эксплуатации, безопасна, надежна и требует низких капитальных и эксплуатационных затрат. При температуре использования изобретения до минус 50°C нет необходимости в установке предварительного подогрева электрокалорифером.This system is easy to operate, safe, reliable and requires low capital and operating costs. When the temperature of use of the invention is up to minus 50 ° C, there is no need to install preheating with an electric air heater.

Claims (1)

Устройство для интенсификации нагрева наружного воздуха, имеющее пространственную конструкцию, которая состоит из шпилек для подключения устройства к приточному проему или КВУ, петлей крепления устройства в пространстве, разделительных пластин для рекуперативного теплообмена и разделения потоков горячего и холодного воздуха на слои, отличающееся тем, что разделительные пластины ориентированы горизонтально с веерным раскрытием вверх, предусмотрены направляющие жалюзи, штуцер отвода конденсата. A device for intensifying the heating of external air, having a spatial structure, which consists of studs for connecting the device to the supply aperture or HLW, a loop for attaching the device in space, separation plates for regenerative heat transfer and separation of the flows of hot and cold air into layers, characterized in that the separation the plates are oriented horizontally with a fan opening upwards, guide shutters are provided, a condensate drain fitting.
RU2015120821/12A 2015-06-01 2015-06-01 Device for intensification of external air heating RU2603575C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120821/12A RU2603575C1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Device for intensification of external air heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120821/12A RU2603575C1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Device for intensification of external air heating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2603575C1 true RU2603575C1 (en) 2016-11-27

Family

ID=57774549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120821/12A RU2603575C1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Device for intensification of external air heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603575C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1373996A2 (en) * 1986-08-29 1988-02-15 Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР Mixing chamber
RU19906U1 (en) * 2001-03-12 2001-10-10 Горбушин Анатолий Михайлович MODULAR INSTALLATION OF AIR CONDITIONING
RU97485U1 (en) * 2010-04-05 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет" BUILT-IN MIXING CHAMBER ELEMENT
CN104235995A (en) * 2013-06-13 2014-12-24 海尔集团公司 Ventilation device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1373996A2 (en) * 1986-08-29 1988-02-15 Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР Mixing chamber
RU19906U1 (en) * 2001-03-12 2001-10-10 Горбушин Анатолий Михайлович MODULAR INSTALLATION OF AIR CONDITIONING
RU97485U1 (en) * 2010-04-05 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет" BUILT-IN MIXING CHAMBER ELEMENT
CN104235995A (en) * 2013-06-13 2014-12-24 海尔集团公司 Ventilation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6213867B1 (en) Venturi type air distribution system
JP4999944B2 (en) Induced radiant air conditioner
EP3124887B1 (en) Air conditioner
KR101213655B1 (en) Stand type air conditioner
JP6042807B2 (en) Air conditioner indoor unit
JP5198620B2 (en) One span air conditioning system
KR20060050950A (en) In-ceiling type air conditioner
CN205641191U (en) Air conditioner that erects money wall -mounted air -conditioner indoor and have it
CN105485764B (en) Air conditioner
KR101227186B1 (en) Stand type ventilating device
EP3128242B1 (en) Air conditioner
KR100854760B1 (en) Underfloor for swirl diffuser
RU2008103455A (en) COOLING AND HEATING EQUIPMENT IN BUILDINGS
RU2603575C1 (en) Device for intensification of external air heating
JP2007255763A (en) Blasting unit
CN106941766A (en) Electrical appliance kit and apply its air-conditioner outdoor unit
US10775071B2 (en) Energy recovery ventilator
KR101368551B1 (en) Floor-standing air conditioner for one span
CN206160326U (en) Air outlet wind direction adjustable central air conditioning
KR200406717Y1 (en) Adjustable radial air outlet for air conditioning system
JPS5918614B2 (en) fluid deflection device
JP2017180905A (en) Radiation air-conditioning device
JP2001330271A (en) Underfloor supply type proximity air-conditioning unit
JP6909850B2 (en) Clean room equipment and air circulation unit
EP2409089B1 (en) An air supply device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180602