Вентиляционная камера и способ ее работы

 

Изобретение относится к вентиляции помещений. Вентиляционная камера содержит корпус с впускным окном и секционными калориферами, размещенными по обе стороны от впускного окна. Корпус образован калориферами, потолком и стенкой, при этом калориферы установлены под острым углом к впускному окну с образованием в поперечном разрезе трапеции, в большем основании которой размещено впускное окно, снабженное ставнями, причем секции калориферов с подводящими и отводящими патрубками выполнены в виде коллекторов, объединяющих по меньшей мере один ряд трубок, образующих отдельный ход. Способ работы вентиляционной камеры осуществляется путем подачи воздуха через впускное окно, равномерного распределения его в камере, нагрева в секционном калорифере и выпуска в помещении. Воздух равномерно распределяют в камере путем размещения калорифера под острым углом к впускному окну, а нагрев осуществляют в водяном калорифере, при этом греющую воду подводят сверху в первую секцию калорифера, отводят снизу и подают ее сверху во вторую секцию калорифера, причем воздух подают сначала в наименее нагретую секцию, а затем - в наиболее нагретую. Техническим результатом является достижение направленного движения холодного воздуха через секции калорифера, максимального уровня теплообмена между холодным воздухом и теплоносителем, исключение перемерзания теплоносителя в отдельных теплообменных трубках. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области вентиляции, в частности к приточным камерам системы вентиляции.

Известна вентиляционная камера, содержащая корпус с впускным окном и секционными калориферами, размещенными по обе стороны от впускного окна (см. US 3752226, F 24 F 13/08, 13.08.73).

Недостатком известной камеры является недостаточный уровень теплообмена между холодным воздухом и теплоносителем.

Техническим результатом от использования изобретения является: достижение направленного движения холодного воздуха через секции калориферов; максимального уровня теплообмена между холодным воздухом и горячей водой в теплообменных трубках калорифера без применения дополнительной принудительной вентиляции, т. е. за счет естественной тяги; исключение причин перемерзания воды в отдельных теплообменных трубках при положительной температуре теплоносителя на выходе из калориферов.

Известен способ работы вентиляционной камеры путем подачи воздуха через впускное окно, равномерного распределения его в камере, нагрева в секционном калорифере и выпуска в помещение (US 3752226, F 24 F 13/08, 14.08.73).

Недостатком известного способа работы вентиляционной камеры является опасность перемерзания воды в теплообменных трубках при низких температурах воздуха и положительной температуре на выходе из калорифера. Техническим результатом является: достижение направленного движения холодного воздуха через секции калориферов; максимального уровня теплообмена между холодным воздухом и горячей водой в теплообменных трубках калорифера без применения дополнительной принудительной вентиляции, за счет естественной тяги; исключение причин перемерзания воды в отдельных теплообменных трубках.

Технический результат достигается тем, что вентиляционная камера содержит корпус с впускным окном и секционными калориферами, размещенными по обе стороны от впускного окна, корпус образован калориферами, потолком и стенкой, при этом калориферы установлены под острым углом к впускному окну с образованием в поперечном разрезе трапеции, в большем основании которой размещено впускное окно, снабженное ставнями, причем секции калориферов с подводящими и отводящими патрубками выполнены в виде коллекторов, объединяющих по меньшей мере один ряд трубок, образующих отдельный ход. Подводящие и отводящие патрубки размещены на 1/3 от длины коллектора. Коллекторы выполнены с изменяющейся по длине площадью поперечного сечения. Ставни выполнены в виде створок, установленных с возможностью изменения положения.

Камера снабжена раструбом, установленным между ставнями и окном. Камера снабжена блоками подмеса холодного воздуха, размещенными симметрично по обе стороны впускного окна, при этом блоки имеют ставни, установленные на центральной вертикальной оси с возможностью раскрытия в направлении калориферов.

Способ работы вентиляционной камеры осуществляется путем подачи воздуха через впускное окно, равномерного распределения его в камере, нагрева в секционном калорифере и выпуска в помещение. Воздух равномерно распределяют в камере путем размещения калорифера под острым углом к впускному окну, а нагрев осуществляют в водяном калорифере, при этом греющую воду подводят сверху в первую секцию калорифера, отводят снизу и подают ее сверху во вторую секцию калорифера, причем воздух подают сначала в наименее нагретую секцию, а затем - в наиболее нагретую. Осуществляют регулируемый подмес холодного воздуха к выходной поверхности калорифера.

На фиг. 1 представлена вентиляционная камера. На фиг. 2 - калорифер. На фиг. 3 - вентиляционная камера без потолка и трубок калорифера.

Вентиляционная камера содержит впускное окно 1, потолок 2, соединенный с окном раструбом 3. В передней стенке 4 размещена дверь 5. Секция калорифера 6 содержит коллекторы 7, подводящую трубку 8, патрубки 9, расположенные между подводящей трубкой 8 и коллектором 7, трубу переводную 10, теплообменные трубки 11, отводящую трубу 11. Камера снабжена блоком 13 подмеса холодного воздуха со ставнями 14. Впускное окно снабжено ставнями 15.

Устройство работает следующим образом.

Холодный воздух через открытые ставни 15 впускного окна 1 поступает в вентиляционную камеру. Раструб 3 обеспечивает направленное движение холодного воздуха по поверхности калорифера 6 и его равномерное распределение по всей длине вентиляционной камеры, а также обеспечивает установку калориферов 6 на некотором расстоянии от холодной стенки цеха, что снижает возможность перемерзания крайних (к стенке) теплообменных трубок 11.

Холодный воздух проходит через теплообменные трубки 11 калорифера и нагревается за счет конвективного теплообмена. При этом используется противоточная схема движения холодного воздуха и горячей воды: первой по ходу холодного воздуха устанавливается более холодная секция калорифера (последняя по ходу воды), что обеспечивает максимальный коэффициент теплоотдачи за счет поддержания максимальной разности температур между температурой нагреваемого воздуха и воды.

Далее, после прохождения всех секций калорифера 6 подогретый воздух поступает в цех. Для устранения его резкого подъема вверх к крыше цеха с помощью блока 13 подмеса холодного воздуха обеспечивается интенсивный подмес холодного воздуха с направлением его по касательной к поверхности последней секции калорифера 6. Направленное движение холодного подмешиваемого воздуха осуществляется за счет изменения угла открытия ставень 14, которые открываются за счет поворота относительно центрального стержня блока. Смешивание холодного воздуха с горячим обеспечивает понижение температуры воздуха и равномерное распределение теплого воздуха по высоте цеха.

Подвод теплоносителя осуществляется строго сверху вниз во всех секциям калорифера. Для этого горячий теплоноситель (вода) подводится сверху с помощью подводящей трубки 8 с двумя патрубками 9 с одной стороны секции калорифера, а отводятся снизу отводящей трубкой 12 с двумя патрубками с другой стороны этой же секции. Данный принцип подвода и отвода теплоносителя обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление системы и совпадение направления гидравлического и теплового напоров - оба действуют сверху вниз. Эти меры полностью устраняют причины снижения расхода воды по отдельным теплообменным трубкам и возможность их перемерзания.

Труба переводная 10 между секциями калорифера обеспечивает подачу теплоносителя сверху вниз во всех секциях калорифера 6 последовательно при переходе от секции к секции.

Водяные коллекторы 7 калорифера имеют несимметричное переменное сечение с расширением в сторону подвода (отвода) воды, для устранения зон со сниженным расходом, что устраняет угрозу уменьшения расхода по отдельным теплообменным трубкам.

Ставни 15 впускного окна 1 с регулируемым углом открытия позволяют дозировать количество поступающего на подогрев холодного воздуха и обеспечивают его направление в верхнюю, более горячую часть калорифера. Размещенный между окном 1 и калориферами 6, раструб 3 обеспечивает направленное движение холодного воздуха по поверхности теплообменных трубок 11 и равномерное распределение потока холодного воздуха по ней, снижает опасность перемерзания трубок за счет удаления секций калорифера от холодной стенки цеха.

Расположение калориферов под острым углом к впускному окну обеспечивает равномерное распределение холодного воздуха в камере.

Выполнение калорифера предложенной конструкции имеет ряд достоинств.

Использование верхних подводящих труб с двумя патрубками обеспечивает равномерный подвод теплоносителя (воды) в верхний коллектор 1 и тем самым равномерное распределение воды по теплообменным трубкам 11, т.е. одинаковый расход, что устраняет основную причину их перемерзания.

Расположение сверху подводящих труб 8 с патрубками 9 с одной стороны секции калорифера 6, а снизу - отводящих труб 12 с патрубками 9 с другой стороны этой же секции обеспечивает выравнивание гидравлического сопротивления системы на отдельных трубках, а созданное движение воды сверху вниз положительно использует действие теплового напора, что в совокупности способствует выравниваю температур отдельных трубок и устраняет возможность их перемерзания.

Переводная труба 10, соединяющая секции калорифера, расположенная сбоку, обеспечивает требуемое направление движение теплоносителя в секции калорифера по теплообменным трубкам 11 - всегда сверху вниз, что устраняет возможность их перемерзания при равенстве гидравлического и теплового напора, что имеет место в конструкциях с движением воды снизу вверх.

Расположение менее нагретой секции калорифера первой по ходу холодного воздуха (использование противоточной схемы движения воздуха и воды) обеспечивает максимальный перепад температур между температурой воды и нагреваемого воздуха и, следовательно, максимальный коэффициент теплоотдачи системы в целом.

Использование несимметричной конструкции водяных коллекторов калорифера с переменным сечением обеспечивает равномерный расход по теплообменным трубкам независимо от удаленности от места ввода воды в коллектор и исключает возникновение зон со сниженным расходом.

Формула изобретения

1. Вентиляционная камера, содержащая корпус с впускным окном и секционными калориферами, размещенными по обе стороны от впускного окна, отличающаяся тем, что корпус образован калориферами, потолком и стенкой, при этом калориферы установлены под острым углом к впускному окну с образованием в поперечном разрезе трапеции, в большем основании которой размещено впускное окно, снабженное ставнями, причем секции калориферов с подводящими и отводящими патрубками выполнены в виде коллекторов, объединяющих по меньшей мере один ряд трубок, образующих отдельный ход.

2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что подводящие и отводящие патрубки размещены на 1/3 от длины коллектора.

3. Камера по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что коллекторы выполнены с изменяющейся по длине площадью поперечного сечения.

4. Камера по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что ставни выполнены в виде створок, установленных с возможностью изменения положения.

5. Камера по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что стенка снабжена дверью.

6. Камера по пп.1 - 5, отличающаяся тем, что снабжена раструбом, установленным между ставнями и окном.

7. Камера по пп.1 - 6, отличающаяся тем, что снабжена блоками подмеса холодного воздуха, размещенными симметрично по обе стороны впускного окна, при этом блоки имеют ставни, установленные на центральной вертикальной оси с возможностью раскрытия в направлении калориферов.

8. Способ работы вентиляционной камеры путем подачи воздуха через впускное окно, равномерного распределения его в камере, нагрева в секционном калорифере и выпуска в помещение, отличающийся тем, что воздух равномерно распределяют в камере путем размещения калорифера под острым углом к впускному окну, а нагрев осуществляют в водяном калорифере, при этом греющую воду подводят сверху в первую секцию калорифера, отводят снизу и подают ее сверху во вторую секцию калорифера, причем воздух подают сначала в наименее нагретую секцию, а затем - в наиболее нагретую.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что осуществляют регулируемый подмес холодного воздуха по касательной к выходной поверхности калорифера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3