RU2645139C1 - Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении - Google Patents

Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении Download PDF

Info

Publication number
RU2645139C1
RU2645139C1 RU2016147667A RU2016147667A RU2645139C1 RU 2645139 C1 RU2645139 C1 RU 2645139C1 RU 2016147667 A RU2016147667 A RU 2016147667A RU 2016147667 A RU2016147667 A RU 2016147667A RU 2645139 C1 RU2645139 C1 RU 2645139C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
room
air flow
carbon dioxide
air
membrane module
Prior art date
Application number
RU2016147667A
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Михайлович Курчатов
Николай Иванович Лагунцов
Марк Владиславович Королев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Аквасервис"
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 Открытое акционерное общество "Аквасервис" filed Critical Открытое акционерное общество "Аквасервис"
Priority to RU2016147667A priority Critical patent/RU2645139C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2645139C1 publication Critical patent/RU2645139C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation

Abstract

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха. Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении, включающий формирование и сжатие атмосферного воздушного потока при помощи компрессора с последующим его обогащением кислородом в мембранном модуле и подачу потока воздуха, обогащенного кислородом, в помещение и сброс потока воздуха, не проникшего через мембранный модуль, в атмосферу вне помещения, отличается тем, что формирование и сжатие воздушного потока компрессором может осуществляться с поочередным соединением с воздушным потоком из помещения, при этом воздушный поток из помещения поступает на вход мембранного модуля, где происходит очистка воздушного потока из помещения от углекислого газа, который сбрасывается в атмосферу вне помещения, а очищенный воздух возвращается в помещение. Технический результат заключается в увеличении энергоэффективности при покомпонентной (кислород, углекислый газ, влажность) регулировке состава атмосферы в помещении, а также в упрощении управления системой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способам разделения газовых смесей с использованием полунепроницаемых мембран для регулирования содержания углекислого газа и кислорода с целью создания атмосферы в помещении, благоприятной для дыхания и жизнедеятельности человека.
Известно техническое решение в виде установки для кондиционирования воздуха, имеющей обогащающее кислородом устройство (патент РФ №2259515, F24F 3/12, опубл. 29.09.2001). Согласно этому патенту внешний газовый поток формируется из наружного атмосферного воздуха, сжатие внешнего газового потока, его покомпонентное разделение в мембранном модуле происходит за счет подачи и пропускания вдоль селективной мембраны в области высокого давления мембранного модуля, а из области низкого давления мембранного модуля отводится поток воздуха, обогащенный кислородом, который подается в помещение, а часть непроникшего потока сбрасывается в атмосферу. Недостатками данного устройства являются:
- устройство не позволяет регулировать содержание углекислого газа и кислорода;
- устройство не позволяет регулировать влажность в помещении.
Наиболее близким по техническому решению к заявленному способу и взятым за прототип, является способ создания дыхательных атмосфер (патент РФ №2431784, F24F3/14, F24F 3/16, опубл. 20.10.2011 г.). Согласно этому патенту в этом способе внешний газовый поток подвергается двойному покомпонентному газоразделению на селективных мембранах. Поток питания из наружного атмосферного воздуха поступает на дополнительный мембранный модуль, из области низкого давления модуля получают поток, обогащенный углекислым газом и кислородом. Из области высокого давления дополнительного модуля поток поступает на основной мембранный модуль. В области низкого давления основного мембранного модуля получают поток, преимущественно обогащенный кислородом. Из области высокого давления основного мембранного модуля получают поток, обедненный кислородом и углекислым газом. Из определенных частей этих трех потоков формируется поток требуемого газового состава и подается внутрь помещения.
К недостаткам способа можно отнести следующие:
- при выбранном режиме работы с дополнительного мембранного модуля в комнату подается воздух с высоким содержанием СО2;
- для сохранения баланса воздух, находящийся в помещении, сбрасывается в наружную атмосферу, что приводит к уменьшению энергоэффективности.
Технический результат данного способа заключается в увеличении энергоэффективности при покомпонентной (кислород, углекислый газ, влажность) регулировке состава атмосферы в помещении, а также в упрощении управления системой. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в способе регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении, включающем поочередное формирование потока воздуха из наружного атмосферного воздуха, сжатие потока воздуха, поток воздуха подается на мембранный модуль, где воздух обогащается кислородом и поступает в помещение, а поток, не проникший через мембранный модуль, сбрасывается в атмосферу. Формируется сжатый поток воздуха из помещения, поток воздуха подается на мембранный модуль, где происходит очистка воздушного потока из помещения от углекислого газа, очищенный воздух возвращается в помещение, а воздух, обогащенный углекислым газом, сбрасывается в атмосферу вне помещения.
В основу способа положено то, что сжатый воздух из наружной атмосферы подается на мембранный модуль, где происходит обогащение кислородом. Поток, обогащенный кислородом, поступает в помещение. Сжатый воздух из помещения подается на мембранный модуль, где происходит удаление углекислого газа. Поток, обогащенный углекислым газом, сбрасывается в наружную атмосферу, поток, очищенный от углекислого газа, снова подается в помещение.
На фигуре 1 изображена схема реализации способа регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении.
Способ реализуется следующим образом. Наружный атмосферный воздух засасывается с улицы компрессором 2 через трехходовой клапан 1, далее воздух проходит систему регулировки влажности, состоящую из охладителя 3, сепаратора 4, слива 5 и нагревателей 6 и 7. Воздух полностью осушается, конденсат поступает в слив 5, через клапан 8 подготовленный воздух подается в мембранный модуль 9, поток, обогащенный кислородом, подается в помещение через трехходовой клапан 10, а поток, не проникший через мембрану, сбрасывается в атмосферу через трехходовой клапан 11.
Очистка воздуха от углекислого газа осуществляется следующим образом. Воздух забирается из помещения компрессором 2, подается в систему регулировки влажности, через клапан 8 подготовленный воздух подается на мембранный модуль 9. Поток, обогащенный углекислым газом, сбрасывается в атмосферу вне помещения через трехходовой клапан 11, а очищенный от углекислого газа воздух снова подается в помещение через трехходовой клапан 10.
Влажность в помещении регулируется следующим образом. Воздух подается в охладитель 3, где он полностью осушается, из сепаратора 4 конденсат накапливается в сливе 5, затем осушенный воздух поступает в нагреватель 7 и подается на мембранный модуль 9. Уровень влажности регулируется за счет испарения накопленного конденсата в сливе 5 с помощью нагревателя 6 и подачи в помещение для установления заданного уровня влажности.
Примеры реализации способа.
Пример 1.
Поддержание дыхательной атмосферы в комнате, в которой находится человек.
Требования к атмосфере в помещении: кислород - 23 об. %, углекислый газ - не более 0,5 об. %.
Использован мембранный модуль 2 (см. фиг. 1) с селективной мембраной на основе ПВТМС площадью 6,78 м2.
В режиме обогащения воздуха кислородом за счет использования воздуха с улицы компрессор обеспечивает внешний газовый поток 14,8 нм3/час с давлением 6 бар. Из области низкого давления мембранного модуля отводится газовый поток, величиной 5,46 нм3/час со следующими параметрами:
Концентрация кислорода - 35,23 об. %
Концентрация углекислого газа - 0,07 об. %
Этот газовый поток подается в комнату.
В режиме очистки воздуха в помещении от углекислого газа компрессор обеспечивает внешний газовый поток 10 нм3/час с давлением 6 бар. Из области низкого давления мембранного модуля отводится газовый поток величиной 5,46 нм3/час со следующими параметрами:
Концентрация кислорода - 34,16 об. %
Концентрация углекислого газа - 0,88 об. %
Этот газовый поток выводится в атмосферу.
Данная конфигурация обеспечивает покомпонентный баланс воздушных потоков.
Переключение режимов происходит каждые 5 минут. При переключении выход трехходового клапана 3, через который поступает воздух из атмосферы, перекрывается и открывается выход, через который поступает воздух из помещения.
Пример 2.
Параметры дыхания человека. Воздухообмен 600 литров в час. Поглощение кислорода - 30 л/час, выделение углекислого газа - 24 л/час.
Параметры атмосферного воздуха: кислород - 21 об. %, углекислый газ -0,03 об. %.
Требования к атмосфере в помещении: кислород - 22 об. %, углекислый газ - не более 0,3 об. %.
Он работает в двух режимах: обогащение воздуха кислородом за счет подачи в область высокого давления мембранного модуля воздуха из атмосферы.
Способ по совокупности признаков п. 1 формулы настоящего изобретения.
Использован мембранный модуль 2 (см. фиг. 1) с селективной мембраной на основе ПВТМС площадью 14,22 м2.
В режиме обогащения воздуха кислородом за счет использования воздуха с улицы компрессор обеспечивает внешний газовый поток 18,2 нм3/час с давлением 6 бар. Из области низкого давления мембранного модуля отводится газовый поток, величиной 10,92 нм3/час со следующими параметрами:
Концентрация кислорода - 30,24 об. %.
Концентрация углекислого газа - 0,05 об. %.
Этот газовый поток подается в комнату.
В режиме очистки воздуха в помещении от углекислого газа компрессор обеспечивает внешний газовый поток 16 нм3/час с давлением 6 бар. Из области низкого давления мембранного модуля отводится газовый поток величиной 10,92 нм3/час со следующими параметрами:
Концентрация кислорода - 29,63 об. %.
Концентрация углекислого газа - 0,44 об. %.
Этот газовый поток выводится в атмосферу.
Данная конфигурация обеспечивает покомпонентный баланс воздушных потоков.
Переключение режимов осуществляется аналогично примеру 1.
Из приведенных выше примеров видно, что для поддержания в помещении более низкой концентрации углекислого газа необходимо увеличивать площадь мембранного модуля, а также потоки, создаваемые компрессором.

Claims (2)

1. Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении, включающий формирование и сжатие атмосферного воздушного потока при помощи компрессора с последующим его обогащением кислородом в мембранном модуле и подачу потока воздуха, обогащенного кислородом, в помещение и сброс потока воздуха, не проникшего через мембранный модуль, в атмосферу вне помещения, отличающийся тем, что формирование и сжатие воздушного потока компрессором может осуществляться с поочередным соединением с воздушным потоком из помещения, при этом воздушный поток из помещения поступает на вход мембранного модуля, где происходит очистка воздушного потока из помещения от углекислого газа, который сбрасывается в атмосферу вне помещения, а очищенный воздух возвращается в помещение.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий систему, регулирующую влажность, установленную на выходе компрессора.
RU2016147667A 2016-12-06 2016-12-06 Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении RU2645139C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147667A RU2645139C1 (ru) 2016-12-06 2016-12-06 Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147667A RU2645139C1 (ru) 2016-12-06 2016-12-06 Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645139C1 true RU2645139C1 (ru) 2018-02-15

Family

ID=61227040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147667A RU2645139C1 (ru) 2016-12-06 2016-12-06 Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645139C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745853C1 (ru) * 2020-07-25 2021-04-02 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оксиом" Система регулирования содержания кислорода в помещении

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2122103A (en) * 1982-06-18 1984-01-11 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Apparatus for supplying oxygen-enriched air
SU1620781A1 (ru) * 1989-01-09 1991-01-15 Предприятие П/Я А-3700 Система кондиционировани воздуха
RU2259515C2 (ru) * 2001-02-28 2005-08-27 Дэу Электроникс Корпорейшн Установка для кондиционирования воздуха, имеющая обогащающее кислородом устройство

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2122103A (en) * 1982-06-18 1984-01-11 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Apparatus for supplying oxygen-enriched air
SU1620781A1 (ru) * 1989-01-09 1991-01-15 Предприятие П/Я А-3700 Система кондиционировани воздуха
RU2259515C2 (ru) * 2001-02-28 2005-08-27 Дэу Электроникс Корпорейшн Установка для кондиционирования воздуха, имеющая обогащающее кислородом устройство

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745853C1 (ru) * 2020-07-25 2021-04-02 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оксиом" Система регулирования содержания кислорода в помещении

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080173175A1 (en) Oxygen humidifier
US6866701B2 (en) Oxygen enrichment of indoor human environments
US20080127821A1 (en) Method and device for reducing the carbon dioxide concentration in air
US7331342B2 (en) Oxygen humidifier
KR20210050209A (ko) 고순도 산소발생장치
CN107676873B (zh) 新风系统及新风加湿控制方法
RU2645139C1 (ru) Способ регулирования содержания углекислого газа и кислорода в помещении
CN106931505A (zh) 一种高海拔氧气弥散系统
JP3245387B2 (ja) 特殊組成空気供給装置
CN203586409U (zh) 空气调节净化器
RU2431784C2 (ru) Способ создания дыхательных атмосфер
CN107575942B (zh) 新风系统及新风除湿控制方法
CN110906490A (zh) 一种富氧除二氧化碳带余热回收的新风系统
KR200384033Y1 (ko) 산소발생 공기청정기
CN201033205Y (zh) 便携式膜法富氧医疗保健器
RU123505U1 (ru) Система регулирования дыхательной атмосферы в помещении
CN211822957U (zh) 一种富氧除二氧化碳带余热回收的新风系统
JPS63213734A (ja) 居住空間のガス濃度調節システム
CN209685308U (zh) 分体式弥散制氧机
JPS60118604A (ja) 酸素濃縮装置
RU103603U1 (ru) Устройство для регулирования воздуха в помещении
KR100492723B1 (ko) 산소농축기를 사용한 공기정화 방법
CN2367949Y (zh) 多功能多用途除烟尘菌毒空气净化调节器
JPH0549697A (ja) 医療用ｐｓａ式酸素濃縮器
JPS6379710A (ja) 酸素富化器

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20191011