RU2745853C1 - Indoor oxygen control system - Google Patents

Indoor oxygen control system Download PDF

Info

Publication number
RU2745853C1
RU2745853C1 RU2020124728A RU2020124728A RU2745853C1 RU 2745853 C1 RU2745853 C1 RU 2745853C1 RU 2020124728 A RU2020124728 A RU 2020124728A RU 2020124728 A RU2020124728 A RU 2020124728A RU 2745853 C1 RU2745853 C1 RU 2745853C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
room
gas separator
channel
oxygen
Prior art date
Application number
RU2020124728A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Владимирович Селяткин
Сергей Викторович Зоткин
Игорь Игоревич Корнейчик
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Оксиом"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оксиом" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Оксиом"
Priority to RU2020124728A priority Critical patent/RU2745853C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745853C1 publication Critical patent/RU2745853C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-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
    • F24F3/12Air-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
    • F24F3/14Air-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

Abstract

FIELD: indoor oxygen control systems.
SUBSTANCE: invention relates to systems for regulating the indoor oxygen content, including a filter for cleaning the incoming air, a unit for temperature and humidity air preparation, a compressor, a gas separator, a control unit, and can be used to maintain a given indoor oxygen concentration. According to the invention, the system consists of two modules – an external one located on the external surface of the building, and an internal one located inside the room, connected by a pneumatic air line of the gas separator channel and a signal line.
EFFECT: improvement in the system operation parameters by reducing the noise level, possibility of not only increasing the oxygen concentration, but also reducing it, and expanding the temperature range of the intake air.
4 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates ....

Изобретение относится к системам регулирования содержания кислорода в помещении, включающим фильтр очистки входящего воздуха, блок температурно-влажностной подготовки воздуха, компрессор, газоразделитель, блок управления, и может быть использовано для поддержания заданной концентрации кислорода в помещении. The invention relates to systems for controlling the oxygen content in a room, including a filter for cleaning the incoming air, a temperature-humidity air preparation unit, a compressor, a gas separator, a control unit, and can be used to maintain a given oxygen concentration in a room.

Уровень техники.State of the art.

Задача управления концентрацией кислорода в помещениях, особенно в спальных комнатах и рабочих кабинетах известна давно. Идея получения воздуха с концентрацией кислорода, отличной от нормальной (21%) методом короткоцикловой адсорбции и использования его для дыхания людей не нова, и на сегодняшний день существует множество решений. Но реализация этих решений для потребителя сводится либо к маске, либо к палатке малого объема. Данные решения неудобны, не обеспечивают приемлемого уровня шума и создают значительный нагрев воздуха в помещении, что не позволяет потребителю спать при работе данных систем. Также имеющиеся решения можно разделить на две группы: кислородные концентраторы, обеспечивающие повышенное содержание и гипоксикаторы, обеспечивающие пониженное содержание кислорода в помещении. Реализации устройств, имеющих систему управления, позволяющую работать режиме как концентратора, так и гипоксикатора, не существует.The problem of controlling the oxygen concentration in rooms, especially in bedrooms and offices, has been known for a long time. The idea of obtaining air with an oxygen concentration different from normal (21%) by short-cycle adsorption and using it for human breathing is not new, and today there are many solutions. But the implementation of these solutions for the consumer comes down to either a mask or a small tent. These solutions are inconvenient, do not provide an acceptable noise level and create significant heating of the air in the room, which does not allow the consumer to sleep when these systems are in operation. Also, the available solutions can be divided into two groups: oxygen concentrators, which provide an increased content and hypoxicants, which provide a reduced oxygen content in the room. There is no implementation of devices with a control system that allows the operation of both a concentrator and a hypoxicator.

Существуют системы, которые целиком размещаются в помещении и могут поддерживать заданную концентрацию кислорода. Известна, например, система регулирования содержания кислорода в помещении, включающая фильтр очистки входящего воздуха, блок температурно-влажностной подготовки воздуха, компрессор, газоразделитель, блок управления. Такая система описана в патенте РФ на изобретение № 2645139, опубликованном в 2018 году.There are systems that are entirely located in a room and can maintain a given oxygen concentration. Known, for example, a system for controlling the oxygen content in a room, which includes a filter for cleaning incoming air, a unit for temperature and humidity preparation of air, a compressor, a gas separator, and a control unit. Such a system is described in the RF patent for invention No. 2645139, published in 2018.

Данное устройство является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрано за прототип предлагаемого изобретения как устройства.This device is the closest in technical essence and the achieved technical result and is chosen as a prototype of the proposed invention as a device.

Недостатком этого прототипа является высокий уровень шума от компрессора, что мешает его полноценному использованию в жилых помещениях. The disadvantage of this prototype is the high noise level from the compressor, which prevents its full use in residential premises.

Еще одним существенным недостатком данного прототипа является относительно узкий диапазон температур забираемого воздуха – от -10°С, до +25°С.Another significant drawback of this prototype is the relatively narrow temperature range of the intake air - from -10 ° C to + 25 ° C.

Также данный прототип является кислородным концентратором и позволяет создавать только повышенную концентрацию кислорода в помещении, но не может снижать ее.Also, this prototype is an oxygen concentrator and allows you to create only an increased oxygen concentration in the room, but cannot reduce it.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить систему регулирования содержания кислорода в помещении, позволяющую обеспечить улучшение параметров работы системы, что и является поставленной задачей.The present invention is mainly aimed at providing a system for controlling the oxygen content in a room, which allows to improve the parameters of the system, which is the task at hand.

Для достижения улучшения параметров работы система состоит из двух модулей – внешнего, располагаемого на внешней поверхности здания, и внутреннего, располагаемого внутри помещения, соединённых между собой пневмомагистралью канала газоразделителя, и сигнальной линией. Внешний модуль включает в себя: воздухозаборник канала газоразделителя, фильтр очистки входящего воздуха канала газоразделителя, компрессор и блок температурно-влажностной подготовки воздуха, включающий охладитель воздуха после компрессора, влагоотделитель, датчик температуры сжатого воздуха.To achieve improved performance, the system consists of two modules - external, located on the outer surface of the building, and internal, located inside the room, interconnected by a pneumatic line of the gas separator channel, and a signal line. The external module includes: an air intake of the gas separator channel, a filter for cleaning the incoming air of the gas separator channel, a compressor and a temperature-humidity air preparation unit, which includes an air cooler after the compressor, a moisture separator, and a compressed air temperature sensor.

Внутренний модуль включает в себя: газоразделитель сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси, клапан выбора режима гипероксия/гипоксия, контроллер, выход гипероксии/гипоксии в помещение и выход воздуха для вентиляции в помещение, регулятор расхода кислорода и расходомер гипероксии, расходомер гипоксии, датчик концентрации углекислого газа в помещении, датчик концентрации кислорода в помещении.The indoor module includes: a compressed air gas separator for nitrogen-oxygen mixtures, a hyperoxia / hypoxia mode selection valve, a controller, a hyperoxia / hypoxia outlet into the room and an air outlet for ventilation into the room, an oxygen flow regulator and a hyperoxia flow meter, a hypoxia flow meter, a concentration sensor indoor carbon dioxide, indoor oxygen concentration sensor.

Контроллер соединен с расположенными во внешнем модуле датчиком температуры воздуха и охладителем воздуха после компрессора, кроме того, контроллер соединен с расположенными во внутреннем модуле газоразделителем сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси, регулятором расхода кислорода, расходомером гипероксии, расходомером гипоксии, датчиком концентрации углекислого газа в помещении, датчиком концентрации кислорода в помещении.The controller is connected to an air temperature sensor and an air cooler after the compressor located in the external module, in addition, the controller is connected to a compressed air separator for nitrogen-oxygen mixtures located in the internal module, an oxygen flow regulator, a hyperoxia flow meter, a hypoxia flow meter, a carbon dioxide concentration sensor in room, oxygen concentration sensor in the room.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность улучшить параметры работы системы. Становится возможным разместить все шумные узлы во внешнем модуле, откуда подавать сжатый воздух внутрь помещения, где уже и производить газоразделение. Кроме того, становится возможным осуществление возможности работы системы в режиме как кислородного концентратора, так и гипоксикатора, так как имеется клапан выбора режима гипероксия/гипоксия (механизм переключения потоков), управляемый контроллером. Также расширяется температурный диапазон забираемого извне воздуха. Thanks to these beneficial characteristics, it becomes possible to improve the parameters of the system. It becomes possible to place all noisy nodes in an external module, from where to supply compressed air inside the room, where it is already possible to carry out gas separation. In addition, it becomes possible to implement the possibility of operating the system in the mode of both an oxygen concentrator and a hypoxicator, since there is a valve for selecting the hyperoxia / hypoxia mode (flow switching mechanism) controlled by the controller. The temperature range of the air taken in from the outside also expands.

Существует вариант изобретения, в котором внешний и внутренний модули соединены между собой пневмомагистралью канала вентиляции, при этом внешний модуль включает в себя: фильтр канала вентиляции, нагнетающий вентилятор с регулируемой производительностью, датчик температуры канала вентиляции, расходомер канала вентиляции, и разъемное соединение канала вентиляции, а внутренний модуль включает в себя: разъемное соединение подключения пневмомагистрали канала вентиляции и датчик температуры воздуха на выходе канала газоразделителя. There is a variant of the invention, in which the external and internal modules are interconnected by a pneumatic line of the ventilation channel, while the external module includes: a ventilation channel filter, a blowing fan with adjustable performance, a ventilation channel temperature sensor, a ventilation channel flow meter, and a detachable connection of the ventilation channel, and the indoor module includes: a detachable connection for connecting the pneumatic line of the ventilation channel and an air temperature sensor at the outlet of the gas separator channel.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность значительно понизить потребляемую мощность системы.Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to significantly reduce the power consumption of the system.

Существует также вариант изобретения, в котором контроллер имеет средство приема и передачи сигналов с внешними компьютером, имеющим панель управления.There is also an embodiment of the invention in which the controller has means for receiving and transmitting signals with an external computer having a control panel.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность управления системой с панели управления.Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to control the system from the control panel.

Наконец, существует вариант изобретения, в котором контроллер имеет средство приема и передачи сигналов с внешними управляющими устройствами посредством беспроводной сети.Finally, there is an embodiment of the invention in which the controller has means for receiving and transmitting signals with external control devices via a wireless network.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность управления системой с панели управления с мобильного устройства (например, телефона) пользователя. Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to control the system from the control panel from a user's mobile device (for example, a phone).

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:Other distinctive features and advantages of the invention will clearly follow from the description given below by way of illustration and not limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:

- фигура 1 схематично изображает функциональную схему системы регулирования содержания кислорода в помещении согласно изобретению,- figure 1 schematically depicts a functional diagram of a system for controlling the oxygen content in a room according to the invention,

- фигура 2 схематично изображает функциональную схему системы регулирования содержания кислорода в помещении согласно изобретению, в варианте с каналом вентиляции, - figure 2 schematically depicts a functional diagram of a system for regulating the oxygen content in a room according to the invention, in a variant with a ventilation duct,

- фигура 3 схематично изображает этапы работы системы согласно изобретению,- figure 3 schematically depicts the stages of operation of the system according to the invention,

- фигура 4 схематично изображает этапы работы системы согласно изобретению, в варианте с каналом вентиляции.- figure 4 schematically depicts the stages of operation of the system according to the invention, in the variant with a ventilation duct.

На фигурах обозначено:The figures indicate:

1 – внешний модуль1 - external module

1.1 – воздухозаборник канала газоразделителя1.1 - air intake of the gas separator channel

1.2 – фильтр очистки входящего воздуха канала газоразделителя1.2 - filter for cleaning the incoming air of the gas separator channel

1.3 – компрессор1.3 - compressor

1.4 – охладитель воздуха после компрессора1.4 - air cooler after the compressor

1.5 – влагоотделитель 1.5 - moisture separator

1.6 – датчик температуры сжатого воздуха 1.6 - compressed air temperature sensor

1.7 – разъемное соединение канала газоразделителя1.7 - detachable connection of the gas separator channel

1.8 – воздухозаборник канала вентиляции1.8 - air intake of the ventilation channel

1.9 – фильтр канала вентиляции1.9 - ventilation channel filter

1.10 – нагнетающий вентилятор с регулируемой производительностью1.10 - blowing fan with variable capacity

1.11 – датчик температуры канала вентиляции1.11 - ventilation duct temperature sensor

1.12 – расходомер канала вентиляции1.12 - ventilation channel flow meter

1.13 – разъемное соединение канала вентиляции1.13 - detachable connection of the ventilation channel

2 – внутренний модуль2 - indoor module

2.1 – газоразделитель сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси2.1 - gas separator of compressed air for nitrogen-oxygen mixtures

2.2 – регулятор расхода кислорода2.2 - oxygen flow regulator

2.3 – расходомер гипероксии2.3 - flowmeter of hyperoxia

2.4 – расходомер гипоксии2.4 - hypoxia flow meter

2.5 – клапанный механизм переключения гипероксия/гипоксия2.5 - valve mechanism for switching hyperoxia / hypoxia

2.6 – датчик концентрации кислорода в канале2.6 - oxygen concentration sensor in the channel

2.7 – выход воздуха для вентиляции в помещение2.7 - air outlet for ventilation into the room

2.8 – выход гипероксии/гипоксии в помещение2.8 - exit of hyperoxia / hypoxia into the room

2.9 – канал сброса лишнего газа в атмосферу2.9 - channel for dumping excess gas into the atmosphere

2.9.1, 2.9.2 –разъемные соединения канала сброса 2.92.9.1, 2.9.2 - connectors of the reset channel 2.9

2.10 – контроллер2.10 - controller

2.11 – разъемное соединение подачи сжатого воздуха 2.11 - detachable compressed air supply connection

2.12 – датчик концентрации углекислого газа в помещении2.12 - indoor carbon dioxide concentration sensor

2.13 – датчик концентрации кислорода в помещении2.13 - oxygen concentration sensor in the room

2.14 – компьютер с панелью управления2.14 - computer with control panel

2.15 – буфер-накопитель2.15 - storage buffer

2.16 – газовый редуктор2.16 - gas reducer

2.17 – ручной регулятор расхода2.17 - manual flow regulator

2.18 – регулятор расхода воздуха для вентиляции2.18 - air flow regulator for ventilation

2.19 – расходомер воздуха для вентиляции 2.19 - air flow meter for ventilation

2.20 – разъемное соединение подключения пневмомагистрали канала вентиляции2.20 - detachable connection for connecting the pneumatic line of the ventilation channel

2.21 – датчик температуры воздуха на выходе канала газоразделителя2.21 - air temperature sensor at the outlet of the gas separator channel

3 – помещение3 - room

4 – пневмомагистраль газоразделителя4 - gas separator pneumatic line

41, 42 – разъемные соединения пневмомагистрали 4 газоразделителя41, 42 - detachable connections of the pneumatic line 4 of the gas separator

5 – стена5 - wall

6 – канал, соединяющий помещение с атмосферой6 - channel connecting the room with the atmosphere

7 – мобильное устройство7 - mobile device

8 – беспроводной коммутатор8 - wireless switch

9 – пневмомагистраль канала вентиляции9 - pneumatic line of the ventilation channel

9.1, 9.2 – разъемные соединения пневмомагистрали 9 канала вентиляции.9.1, 9.2 - detachable connections of the pneumatic line 9 of the ventilation channel.

Согласно фигурам 1 и 2 система состоит из двух модулей – внешнего 1, располагаемого на внешней поверхности здания, и внутреннего 2, располагаемого внутри помещения 3, соединенные между собой пневмомагистралью газоразделителя 4 и сигнальной линией, показанной пунктиром. According to Figures 1 and 2, the system consists of two modules - external 1, located on the outer surface of the building, and internal 2, located inside the room 3, interconnected by the pneumatic line of the gas separator 4 and the signal line shown in dotted lines.

Во внешнем модуле 1 находится воздухозаборник канала газоразделителя 1.1, фильтр 1.2 очистки входящего воздуха канала газоразделителя, компрессор 1.3, охладитель воздуха после компрессора 1.4 и влагоотделитель 1.5, датчик температуры сжатого воздуха 1.6, разъемное соединение канала газоразделителя 1.7The external module 1 contains an air intake for the gas separator channel 1.1, a filter 1.2 for cleaning the incoming air of the gas separator channel, compressor 1.3, an air cooler after compressor 1.4 and a water separator 1.5, a compressed air temperature sensor 1.6, a detachable connection of the gas separator channel 1.7

Опционально там может находиться также фильтр канала вентиляции 1.9, нагнетающий вентилятор с регулируемой производительностью 1.10, датчик температуры канала вентиляции 1.11, расходомер канала вентиляции 1.12, и разъемное соединение канала вентиляции 1.13.Optionally, there may also be a ventilation channel filter 1.9, a blowing fan with an adjustable capacity of 1.10, a ventilation channel temperature sensor 1.11, a ventilation channel flow meter 1.12, and a detachable ventilation channel 1.13.

Во внутреннем модуле 2 находятся газоразделитель сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси 2.1, регулятор расхода кислорода 2.2, расходомер гипероксии 2.3, расходомер гипоксии 2.4, лапанный механизм переключения гипероксия/гипоксия 2.5, датчик концентрации кислорода в канале 2.6, выход воздуха для вентиляции в помещение 2.7, выход гипероксии/гипоксии в помещение 2.8, канала сброса лишнего газа в атмосферу 2.9, разъемные соединения канала сброса 2.9.1, 2.9.2, контроллер 2.10, разъемное соединение подачи сжатого воздуха 2.11, датчик концентрации углекислого газа в помещении 2.12, датчик концентрации кислорода в помещении 2.13, буфер-накопитель 2.15, газовый редуктор 2.16, ручной регулятор расхода 2.17, регулятор расхода воздуха для вентиляции 2.18, расходомер воздуха для вентиляции 2.19. The internal module 2 contains a compressed air gas separator for nitrogen-oxygen mixtures 2.1, an oxygen flow regulator 2.2, a hyperoxia flow meter 2.3, a hypoxia flow meter 2.4, a valve mechanism for switching hyperoxia / hypoxia 2.5, an oxygen concentration sensor in channel 2.6, air outlet for ventilation into the room 2.7 , exit of hyperoxia / hypoxia into the room 2.8, the channel for dumping excess gas into the atmosphere 2.9, detachable connections of the discharge channel 2.9.1, 2.9.2, controller 2.10, detachable connection for compressed air supply 2.11, sensor for carbon dioxide concentration in the room 2.12, oxygen concentration sensor in room 2.13, storage buffer 2.15, gas reducer 2.16, manual flow regulator 2.17, air flow regulator for ventilation 2.18, air flow meter for ventilation 2.19.

Опционально там может находиться также разъемное соединение подключения пневмомагистрали канала вентиляции 2.20, датчик температуры воздуха на выходе канала газоразделителя 2.21Optionally, there can also be a detachable connection for connecting the pneumatic line of the ventilation duct 2.20, an air temperature sensor at the outlet of the gas separator duct 2.21

Контроллер 2.10 может иметь средство приема и передачи сигналов с внешним компьютером 2.14, имеющим панель управления Controller 2.10 can have a means of receiving and transmitting signals with an external computer 2.14, which has a control panel

Панель управления 2.14 может иметь средство приема и передачи сигналов и имеет возможность установки рабочих параметров как с сенсорного дисплея, так и с мобильного устройства пользователя 7 по беспроводной сети.The control panel 2.14 can have means for receiving and transmitting signals and has the ability to set operating parameters both from the touch display and from the user's mobile device 7 via a wireless network.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Система регулирования содержания кислорода в помещении работает следующим образом. Согласно фигуре 3:The oxygen control system in the room works as follows. According to figure 3:

Этап А1. Предварительно размещают внешний модуль 1 на внешней части здания, к примеру, на фасаде, крыше. Внутренний модуль 2 размещаются на стене или потолке помещения 3 и соединяют пневмомагистралью 4 и сигнальной линией с внешним модулем 1. Stage A1. The outdoor module 1 is preliminarily placed on the outer part of the building, for example, on the facade, roof. Indoor unit 2 is placed on the wall or ceiling of room 3 and is connected by pneumatic line 4 and signal line to outdoor unit 1.

Этап А2. Посредством внешнего модуля 1 производят забор воздуха из атмосферы через фильтр 1.2 очистки входящего воздуха канала. Stage A2. By means of the external module 1, air is taken from the atmosphere through the filter 1.2 for cleaning the incoming air of the channel.

Этап А3. Производят его сжатие безмасляным компрессором 1.3. Stage A3. It is compressed by an oil-free compressor 1.3.

Этап А4. Осуществляют подготовку (производят охлаждение / осушение) воздуха блоками 1.4 и 1.5 охлаждения воздуха после компрессора и влагоотделения. Stage A4. Air is prepared (cooled / dehumidified) by blocks 1.4 and 1.5 of air cooling after the compressor and moisture separation.

Этап А5. Сжатый и подготовленный воздух подают через пневмомагистраль 4 во внутренний модуль 2 в буфер-накопитель 2.15 Stage A5. The compressed and treated air is fed through the pneumatic line 4 to the indoor module 2 to the storage buffer 2.15

Этап А6. Производят сепарацию воздуха на азотно-кислородные смеси посредством бесшумного газоразделителя 2.1, подключенного к буферу-накопителю 2.15 через редуктор 2.16 и ручной регулятор расхода 2.17 Stage A6. Air is separated into nitrogen-oxygen mixtures by means of a 2.1 silent gas separator connected to the 2.15 storage buffer through a 2.16 reducer and a 2.17 manual flow regulator

Этап А7. Осуществляют подачу воздуха, обогащенного/обедненного кислородом, в помещение через выход гипероксии/гипоксии в помещение 2.8. Stage A7. Oxygen-enriched / depleted air is supplied to the room through the hyperoxia / hypoxia outlet to the room 2.8.

Этап А8. Производят отведение оставшейся азотно-кислородной смеси в атмосферу посредством сброса лишнего газа в атмосферу 2.9. Stage A8. The remaining nitrogen-oxygen mixture is discharged into the atmosphere by discharging excess gas into the atmosphere 2.9.

Этап А9. Осуществляют подачу воздуха для вентиляции в помещение через расходомер 2.19 и выход 2.7 Stage A9. Provide ventilation air into the room through the flow meter 2.19 and outlet 2.7

Этап А10. Производят автоматическое управление работой системы для поддержания заданной концентрации кислорода в помещении. Контроллер 2.14 собирает данные с датчика температуры воздуха 1.6, расходомеров воздуха 2.3, 2.6, 2.19, датчиков 2.6, 2.13 концентрации кислорода в канале и помещении, датчика 2.14 концентрации углекислого газа в помещении и управляет клапанами переключения потоков 2.5 и регуляторами потока 2.2, 2.18. Задаваемые параметры устанавливают либо с контрольной панели 2.17, либо посредством мобильного приложения, установленного на мобильное устройство 7. Stage A10. The system is automatically controlled to maintain a predetermined oxygen concentration in the room. Controller 2.14 collects data from air temperature sensor 1.6, air flow meters 2.3, 2.6, 2.19, sensors 2.6, 2.13 of oxygen concentration in the duct and room, sensor 2.14 of carbon dioxide concentration in the room and controls flow switching valves 2.5 and flow regulators 2.2, 2.18. The parameters to be set are set either from the control panel 2.17, or by means of a mobile application installed on a mobile device 7.

В варианте дополнительного использования канала вентиляции система работает следующим образом. Согласно фигуре 4:In the variant of additional use of the ventilation channel, the system operates as follows. According to figure 4:

Этап В1. Предварительно размещают внешний модуль 1 на внешней части здания, к примеру, на фасаде, крыше. Внутренний модуль 2 размещают на стене или потолке помещения 3 и соединяют пневмомагистралями 4, 9 и сигнальной линией с внешним модулем 1. Stage B1. The outdoor module 1 is preliminarily placed on the outer part of the building, for example, on the facade, roof. Indoor module 2 is placed on the wall or ceiling of room 3 and connected by pneumatic lines 4, 9 and a signal line to the outdoor module 1.

Этап В2. Посредством внешнего модуля 1 производят забор воздуха из атмосферы через фильтр грубой очистки 1.2 в канал газоразделителя. Stage B2. By means of the external module 1, air is taken from the atmosphere through the coarse filter 1.2 into the gas separator channel.

Этап В3. Производят его сжатие безмасляным компрессором 1.3 Stage B3. It is compressed with an oil-free compressor 1.3

Этап В4. Осуществляют подготовку (охлаждение/осушение) воздуха блоками 1.4 и 1.5 охлаждения и влагоотделения. Stage B4. Air preparation (cooling / dehumidification) is carried out by units 1.4 and 1.5 of cooling and moisture separation.

Этап В5. Сжатый и подготовленный воздух подают через пневмомагистраль 4 во внутренний модуль 2 Stage B5. Compressed and treated air is supplied through pneumatic line 4 to indoor unit 2

Этап В6. Производят сепарацию воздуха на азотно-кислородные смеси посредством бесшумного газоразделителя 2.1 Stage B6. Air is separated into nitrogen-oxygen mixtures by means of a silent gas separator 2.1

Этап В7. Осуществляют подача воздуха, обогащенного/обедненного кислородом в помещение через выход 2.8 Stage B7. Oxygen-enriched / depleted air is supplied to the room through outlet 2.8

Этап В8. Производят отведение оставшейся азотно-кислородной смеси в атмосферу посредством воздушного канала 2.9 Stage B8. The remaining nitrogen-oxygen mixture is discharged into the atmosphere through the air channel 2.9

Этап В9. Посредством внешнего модуля 1 производят забор воздуха из атмосферы через фильтр грубой очистки 1.9 в канал вентиляции Stage B9. Using the external module 1, air is drawn from the atmosphere through a coarse filter 1.9 into the ventilation channel

Этап В10. Посредством нагнетающего вентилятора 1.10 производят закачивание воздуха внутрь канала вентиляции с заданным расходом Stage B10. By means of a blowing fan 1.10, air is pumped into the ventilation channel at a given flow rate

Этап В11. Воздух системы вентиляции подают через пневмомагистраль 9 во внутренний модуль 2, откуда подают в помещение посредством воздушного канала 2.7 Stage B11. The air of the ventilation system is supplied through the pneumatic line 9 to the indoor module 2, from where it is fed into the room through the air duct 2.7

Этап В12. Производят автоматическое управление работой системы для поддержания заданной концентрации кислорода в помещении. Контроллер 2.10 собирает данные с датчиков температуры воздуха 1.6, 1.11, 2.21, расходомеров воздуха 1.12, 2.3, 2.4, датчиков 2.6, 2.13 концентрации кислорода в помещении и управляет клапанами переключения потоков 2.5 и регулятором потока 2.2. Задаваемые параметры устанавливаются либо с контрольной панели 2.14, либо посредством мобильного приложения, установленного на мобильное устройство 7. Stage B12. The system is automatically controlled to maintain a predetermined oxygen concentration in the room. Controller 2.10 collects data from air temperature sensors 1.6, 1.11, 2.21, air flow meters 1.12, 2.3, 2.4, sensors 2.6, 2.13 of oxygen concentration in the room and controls flow switching valves 2.5 and flow regulator 2.2. The set parameters are set either from the control panel 2.14, or through a mobile application installed on a mobile device 7.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Система регулирования содержания кислорода в помещении может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения. The system for controlling the oxygen content in the room can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose, which makes it possible to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention is met.

В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец системы регулирования содержания кислорода в помещении. Испытания проводились в выделенном изолированном объеме 5 кубических метров внутри помещения. Внешний модуль 1 с одним компрессором 1.3 и нагнетающим вентилятором с регулировкой оборотов был расположен на улице. Внутренний модуль 2 с одним газоразделителем 2.1, был расположен внутри выделенного объема в помещении 3 возле стены, снаружи которой располагался внешний модуль 1.In accordance with the proposed invention, a prototype of a system for controlling the oxygen content in a room has been manufactured. The tests were carried out in a dedicated isolated volume of 5 cubic meters indoors. Outdoor unit 1 with one compressor 1.3 and a variable speed blower fan was located outside. Indoor module 2 with one gas separator 2.1 was located inside the allocated volume in room 3 near the wall, outside of which outdoor module 1 was located.

Были использованы следующие узлы: The following nodes were used:

1) Два компрессора ZW700A-70/71) Two compressors ZW700A-70/7

2) Газоразделитель Oxyom S1 собственного производства. Данный концентратор в нормальном режиме обеспечивает 15 л/мин воздуха с концентрацией кислорода 78%, и 75 л/мин воздуха с концентрацией кислорода 14%.2) Oxyom S1 gas separator of our own production. This concentrator normally provides 15 l / min of air with 78% oxygen concentration and 75 l / min of air with 14% oxygen concentration.

3) Расходомеры и регуляторы расхода собственного изготовления.3) Flowmeters and flow controllers of our own production.

4) Клапанный механизм – пневмораспределитель 4/2 BURKERT 5413G.4) The valve mechanism is a pneumatic valve 4/2 BURKERT 5413G.

5) Контроллер собственного изготовления на основе платы Waweshare xcore 407 i с имеющимся ethernet интерфейсом. 5) Own-made controller based on Waweshare xcore 407 i board with available ethernet interface.

6) Панельный компьютер IPC-M10R800-A3288 в качестве панели управления. 6) Panel computer IPC-M10R800-A3288 as control panel.

Испытания опытного образца системы показали, что он обеспечивает возможность забора воздуха в диапазоне температур от -20°С до +30°С и автоматического поддержания заданной концентрации кислорода в помещении в диапазоне от 15 до 28%. При этом система работает практически бесшумно. Средний уровень шума внутри изолированного объема составил 39 и 46 дБ с выключенной и работающей системой соответственно.Tests of the prototype of the system showed that it provides the ability to take air in the temperature range from -20 ° C to + 30 ° C and automatically maintain the set oxygen concentration in the room in the range from 15 to 28%. At the same time, the system works almost silently. The average noise level inside the isolated volume was 39 and 46 dB with the system off and on, respectively.

Таким образом, за счет того, что система состоит из двух модулей – внешнего, располагаемого на внешней поверхности здания, и внутреннего, располагаемого внутри помещения, соединенных между собой пневмомагистралями канала газоразделителя и сигнальной линией, с установленными блоками, описанными выше, и достигается заявленный технический результат, а именно: возможность работы в широком диапазоне внешних температур при низком уровне шума внутри помещения при работе системы. Наличие переключателя потоков позволяет системе работать как в режиме кислородного концентратора, так и гипоксикатора. Все это улучшает параметры работы системы.Thus, due to the fact that the system consists of two modules - external, located on the outer surface of the building, and internal, located inside the room, connected by pneumatic lines of the gas separator channel and a signal line, with the installed blocks described above, and the declared technical the result, namely: the ability to work in a wide range of external temperatures with a low noise level inside the room during the operation of the system. The presence of a flow switch allows the system to operate both in the mode of an oxygen concentrator and a hypoxicator. All this improves the parameters of the system.

Предлагаемая система может эффективно использоваться для длительного комфортного пребывания в гипоксической или гипероксической нормобарической атмосфере посредством вентиляции помещения газовой смесью с повышенным содержанием азота или с повышенным содержанием кислорода, а также поддержание заданного состава продолжительное время с применением существующих технологий сепарации воздуха на кислород, азот и другие составляющие. The proposed system can be effectively used for long-term comfortable stay in a hypoxic or hyperoxic normobaric atmosphere by ventilating the room with a gas mixture with an increased nitrogen content or with an increased oxygen content, as well as maintaining a given composition for a long time using existing technologies for separating air into oxygen, nitrogen and other components. ...

Кроме того, дополнительные эффекты таковы:In addition, the additional effects are as follows:

• простота эксплуатации за счет разделения модулей;• ease of use due to the separation of modules;

• пневмомаги F24F 3/14 страль малого диаметра в варианте без дополнительного раздельного вентиляции. Прокладка пневмомагистрали через стену сопоставима по трудозатратам по прокладке кабеля; канал в стене можно высверливать, а не выдалбливать.pneumatic actuators F24F 3/14 small diameter strap in the version without additional separate ventilation. Laying a pneumatic line through a wall is comparable in terms of labor costs for laying a cable; a channel in the wall can be drilled out rather than gouged out.

Claims (4)

1. Система регулирования содержания кислорода в помещении, включающая фильтр очистки входящего воздуха, блок температурно-влажностной подготовки воздуха, компрессор, газоразделитель, контроллер, отличающаяся тем, что система состоит из двух модулей – внешнего, располагаемого на внешней поверхности здания, и внутреннего, располагаемого внутри помещения, соединённых между собой пневмомагистралью канала газоразделителя и сигнальной линией, причем внешний модуль включает в себя воздухозаборник канала газоразделителя, фильтр очистки входящего воздуха канала газоразделителя, компрессор и блок температурно-влажностной подготовки воздуха, включающий охладитель воздуха после компрессора, влагоотделитель, датчик температуры сжатого воздуха, а внутренний модуль включает в себя: газоразделитель сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси, клапан выбора режима гипероксия/гипоксия, контроллер, выход гипероксии/гипоксии в помещение и выход воздуха для вентиляции в помещение, регулятор расхода кислорода и расходомер гипероксии, расходомер гипоксии, датчик концентрации углекислого газа в помещении, датчик концентрации кислорода в помещении, при этом контроллер соединен с расположенными во внешнем модуле датчиком температуры воздуха и охладителем воздуха после компрессора, кроме того, контроллер соединен с расположенными во внутреннем модуле газоразделителем сжатого воздуха на азотно-кислородные смеси, регулятором расхода кислорода, расходомером гипероксии, расходомером гипоксии, датчиком концентрации углекислого газа в помещении, датчиком концентрации кислорода в помещении.1. A system for controlling the oxygen content in the room, including a filter for cleaning the incoming air, a temperature-humidity air preparation unit, a compressor, a gas separator, a controller, characterized in that the system consists of two modules - an external one, located on the outer surface of the building, and an internal one, located inside the room, interconnected by a pneumatic line of the gas separator channel and a signal line, and the external module includes an air intake for the gas separator channel, a filter for cleaning the incoming air of the gas separator channel, a compressor and a temperature-humidity air preparation unit, including an air cooler after the compressor, a moisture separator, a compressed air temperature sensor air, and the indoor module includes: a compressed air gas separator for nitrogen-oxygen mixtures, a hyperoxia / hypoxia mode selection valve, a controller, hyperoxia / hypoxia outlet into the room and air outlet for ventilation into the room, oxygen flow regulator and a hyperoxia flow meter, hypoxia flow meter, carbon dioxide concentration sensor in the room, oxygen concentration sensor in the room, while the controller is connected to the air temperature sensor located in the external module and the air cooler after the compressor, in addition, the controller is connected to the gas separator located in the internal module compressed air for nitrogen-oxygen mixtures, oxygen flow regulator, hyperoxia flow meter, hypoxia flow meter, indoor carbon dioxide concentration sensor, indoor oxygen concentration sensor. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что внешний и внутренний модули также соединены между собой пневмомагистралью канала вентиляции, при этом внешний модуль включает в себя фильтр канала вентиляции, нагнетающий вентилятор с регулируемой производительностью, датчик температуры канала вентиляции, расходомер канала вентиляции и разъемное соединение канала вентиляции, а внутренний модуль включает в себя разъемное соединение подключения пневмомагистрали канала вентиляции и датчик температуры воздуха на выходе канала газоразделителя.2. The system according to claim 1, characterized in that the external and internal modules are also connected to each other by a pneumatic line of the ventilation channel, while the external module includes a ventilation channel filter, a blower with adjustable capacity, a ventilation channel temperature sensor, a ventilation channel flow meter, and detachable connection of the ventilation duct, and the indoor module includes a detachable connection for connecting the pneumatic line of the ventilation duct and an air temperature sensor at the outlet of the gas separator duct. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер имеет средство приема и передачи сигналов с внешним компьютером, имеющим панель управления. 3. The system according to claim 1, characterized in that the controller has means for receiving and transmitting signals from an external computer having a control panel. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что контроллер имеет средство приема и передачи сигналов с внешними управляющими устройствами посредством беспроводной сети. 4. The system according to claim 1, characterized in that the controller has means for receiving and transmitting signals with external control devices via a wireless network.
RU2020124728A 2020-07-25 2020-07-25 Indoor oxygen control system RU2745853C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124728A RU2745853C1 (en) 2020-07-25 2020-07-25 Indoor oxygen control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124728A RU2745853C1 (en) 2020-07-25 2020-07-25 Indoor oxygen control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745853C1 true RU2745853C1 (en) 2021-04-02

Family

ID=75353338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124728A RU2745853C1 (en) 2020-07-25 2020-07-25 Indoor oxygen control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745853C1 (en)

Citations (5)

* 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
US4896514A (en) * 1987-10-31 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Air-conditioning apparatus
RU2259515C2 (en) * 2001-02-28 2005-08-27 Дэу Электроникс Корпорейшн Air-conditioning plant incorporating oxygen-enriching device
RU2431784C2 (en) * 2009-12-15 2011-10-20 Учреждение Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) Creating breathing atmosphere
RU2645139C1 (en) * 2016-12-06 2018-02-15 Открытое акционерное общество "Аквасервис" Method for regulation of carbon dioxide and oxygen content in room

Patent Citations (5)

* 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
US4896514A (en) * 1987-10-31 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Air-conditioning apparatus
RU2259515C2 (en) * 2001-02-28 2005-08-27 Дэу Электроникс Корпорейшн Air-conditioning plant incorporating oxygen-enriching device
RU2431784C2 (en) * 2009-12-15 2011-10-20 Учреждение Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) Creating breathing atmosphere
RU2645139C1 (en) * 2016-12-06 2018-02-15 Открытое акционерное общество "Аквасервис" Method for regulation of carbon dioxide and oxygen content in room

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106765851B (en) Air filtering processor and processing system and processing method thereof
CN205279278U (en) Intelligence purifying cabinet formula fresh air ventilator
CN206786983U (en) One kind oxygen VMC
CN205878543U (en) New trend return air filter unit
RU2745853C1 (en) Indoor oxygen control system
CN112378030A (en) Constant oxygen and constant humidity intelligent integrated control system and working method thereof
CN206145847U (en) Domestic central air -conditioning system
CN107560050A (en) Indoor humidity adjusting means and window
GB2509496A (en) Introducing air into an operating theatre
JPH0245014A (en) Screen with air cleaner and air curtain
CN105202634A (en) Novel air purifier
CN105465915A (en) Centralized dehumidifying system with air-flow control function
CN213334800U (en) Fresh air purifying dehumidifier
CN209214051U (en) A kind of device of the more space air exchanges in interior
CN209685308U (en) Split type disperse oxygenerator
CN1281896C (en) Oxygen bar type one driven multiple air conditioner capable of changing oxygen content
JPS63213734A (en) Gas concentration adjusting system in living room
CN208750975U (en) It is a kind of to divide wind system applied to fresh air system
CN109186032A (en) A kind of device of the more space air exchanges in interior
CN104949277A (en) Novel air-conditioner air supply system
CN2510766Y (en) Health energy-saving type scavenging air-conditioner
CN218722054U (en) Windowsill type bidirectional fan
TW201430297A (en) Building environment temperature regulating system
CN211503018U (en) Fresh air dehumidification system
CN215675503U (en) Oxygen-producing air conditioner