Способ регулировки давления воздуха в помещении и устройство для его осуществления

Способ и устройство предназначены для повышения комфортности помещения путем поддержания в нем регулируемого режима давления воздуха. Способ заключается в поддержании заданной величины давления воздуха в помещении. Устройство для регулировки давления воздуха в помещении включает движитель воздуха с блоком воздухоподготовки, воздуховоды, клапаны, датчик наружного давления, датчик внутреннего давления, блок управления, воздухозабор, воздуховыпуск, шлюзовую камеру с входной дверью и выходной дверью. Поворотные ручки дверей связаны с заслонками, перекрывающими перепускные отверстия для выравнивания давления воздуха. Технический результат - повышение комфортности обитаемого помещения за счет создания управляемого режима поддержания воздушного давления в помещении. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области принудительной вентиляции обитаемых помещений и предназначено для повышения комфортности помещения путем поддержания в нем регулируемого режима давления воздуха.

Для оценки новизны и изобретательского уровня первого независимого объекта заявленного технического решения рассмотрим ряд известных из уровня техники решений аналогичного назначения.

Известен способ принудительной вентиляции помещений путем подачи наружного и удаления отработавшего воздуха, согласно которому рабочий движитель воздуха, снабженный подающим и отводящим воздуховодами, работает в паре с дублирующим с целью повышения надежности воздухообмена, см. а.с. СССР №1691673.

Известен способ поддержания давления воздуха в помещении, включающий нагнетание воздуха в помещение и откачку воздуха из помещения посредством движителя воздуха, отличающийся тем, что при превышении давлением воздуха внутри помещения значения 1,1×10⁵ Ра включают движитель воздуха, который осуществляет откачку воздуха из помещения, а при давлении воздуха в помещении, меньшем 0,9×10⁵ Ра, включают движитель воздуха, который осуществляет нагнетание воздуха в помещение. Второй вариант способа поддержания давления воздуха в помещении, включающий нагнетание воздуха в помещение и откачку воздуха из помещения, отличается тем, что к моменту входа или выхода из помещения выравнивают внутреннее давление воздуха в помещении до величины наружного атмосферного давления, см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2002105387/06 (005562) от 21.10.02 г., по которой принято решение о выдаче патента. Патентообладателем и автором данного изобретения является автор и заявитель настоящей заявки.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату последнее техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Задачей изобретения является обеспечение повышения комфортности обитаемого помещения за счет создания управляемого режима поддержания воздушного давления в помещении. Возможность управления воздушным давлением в помещении означает независимость находящегося в помещении обитателя от перепадов атмосферного давления, связанного с изменением метеорологических условий. Естественный суточный ход давления, составляющий 1-2 гПа, для человека практически незаметен. Опасны быстродвижущиеся активные циклоны, частота которых различается и порой достигает 3-4 в неделю. Перепады давления воздуха при этом могут достигать 15 гПа за 3 часа и до 50 гПа за сутки.

Согласно изобретению способ регулировки давления воздуха в помещении, включающий нагнетание воздуха в помещение и откачку воздуха из помещения посредством движителя воздуха, характеризуется тем, что измеряют давление воздуха внутри помещения и сравнивают с заранее заданной пользователем помещения величиной давления воздуха в нем, при этом в случае падения давления воздуха в помещении ниже заданного устанавливают для движителя воздуха режим нагнетания воздуха в помещение и повышают давление воздуха в помещении до заданной величины, а в случае подъема давления воздуха в помещении выше заданного значения устанавливают для движителя воздуха режим откачки воздуха из помещения и снижают давление воздуха в помещении до заданной величины.

В этом заключается совокупность существенных признаков первого независимого объекта изобретения, обеспечивающая получение указанного выше технического результата.

Кроме этого, первый независимый объект заявленного изобретения имеет признаки, характеризующие частные случаи его реализации, а именно:

- величину давления воздуха в помещении и/или интенсивность воздухообмена в нем изменяют в режиме, заданном пользователем помещения в соответствии со своими индивидуальными предпочтениями;

Для оценки новизны и изобретательского уровня второго независимого объекта заявленного технического решения рассмотрим ряд известных из уровня техники решений аналогичного назначения.

Известно устройство для поддержания давления в помещении, включающее движитель воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком наружного атмосферного давления, датчиком давления внутри помещения, а также блоком управления, связанным с приводом движителя воздуха, см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2002105387/06 (005562) от 21.10.02 г., по которой принято решение о выдаче патента.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату последнее техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Согласно изобретению устройство для осуществления вышеописанного способа регулировки давления воздуха в помещении, включающее движитель воздуха, датчик наружного давления, датчик внутреннего давления, систему воздуховодов с клапанами, а также блок управления, связанный с приводами движителя воздуха и клапанов воздуховодов, отличается тем, что система воздуховодов выполнена в виде двух сообщенных с атмосферой воздуховодов, конец одного из которых размещен внутри помещения и выполнен в виде воздухозабора, а конец другого также размещен внутри помещения и выполнен в виде воздуховыпуска, при этом входной патрубок движителя воздуха сообщен с атмосферой, а выходной посредством дополнительных воздуховодов сообщен с обоими воздуховодами, причем система клапанов выполнена в виде двух клапанов, установленных на воздуховодах со стороны их сообщенных с атмосферой концов, а также двух клапанов, установленных на дополнительных воздуховодах.

В этом заключается совокупность существенных признаков второго независимого объекта изобретения, обеспечивающая получение указанного выше технического результата.

Кроме этого, второй независимый объект заявленного изобретения имеет признаки, характеризующие частные случаи его реализации, а именно:

- устройство может быть снабжено блоком воздухоподготовки, включающем средства для очистки и/или нагрева, и/или охлаждения, и/или увлажнения, и/или ионизации воздуха в помещении, при этом блок воздухоподготовки установлен на трубопроводе, подающем воздух в помещение.

- устройство может быть снабжено шлюзовой камерой, установленной в помещении так, что одна ее дверь является выходной дверью помещения, а другая - входной его дверью, кроме того, шлюзовая камера снабжена клапанами для выравнивания внутреннего и наружного давления воздуха;

- клапана для выравнивания внутреннего и наружного давления воздуха могут быть размещены на дверях шлюзовой камеры, выполнены в виде перепускных отверстий, перекрываемых заслонками, связанными с поворотными ручками для открывания дверей шлюзовой камеры.

Заявленное техническое решение является новым, так как заявленные независимые объекты характеризуются единым изобретательским замыслом и наличием новых совокупностей признаков, отсутствующих в известных из уровня техники аналогичных решениях.

За счет реализации существенных признаков изобретения достигаются важные новые свойства объекта, заключающиеся в повышении комфортности обитаемого помещения за счет создания управляемого режима поддержания воздушного давления в помещении в соответствии с индивидуальными пожеланиями пользователя помещения.

Указанное позволяет признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявленного устройства, установленного в помещении со шлюзовой камерой, на фиг.2 - разрез по двери шлюзовой камеры.

Устройство для регулировки давления воздуха в помещении включает движитель воздуха 1, блок воздухоподготовки 2, воздуховоды 3, клапаны 4, 5, 6, 7, датчик наружного давления 8, датчик внутреннего давления 9, блок управления 10, воздухозабор 11, воздуховыпуск 12, шлюзовую камеру 13 с входной дверью 14 и выходной дверью 15. Поворотные ручки 16 дверей 14 и 15 связаны с заслонками, перекрывающими перепускные отверстия 17 для выравнивания давления воздуха.

Заявленный способ с помощью заявленного устройства осуществляют следующим образом.

Шлюзовая камера 13 используется с целью снятия воздушного давления на дверь помещения и обеспечения входа и выхода из помещения при наличии перепада между наружным и внутренним давлениями. Герметичная шлюзовая камера 13 представляет собой тонкостенную конструкцию и имеет двери 14 и 15 с уплотнениями и перепускными отверстиями 17. При входе снаружи пользователь при повороте дверной ручки 16, связанной с заслонкой перепускного отверстия 17 наружной двери 15, открывает его и давление воздуха в шлюзовой камере 13 выравнивается с наружным. При этом наружная дверь 15 открывается без усилий, которые необходимо было бы приложить в случае наличия перепада давлений. При закрытии наружной двери 15 также с помощью дверной ручки 16 закрывается перепускное отверстие 17. При дальнейшем движении пользователь открывает дверной ручкой 16 перепускное отверстие 17 внутренней двери 14, что позволяет сравнять давление воздуха в шлюзовой камере 13 с давлением воздуха в помещении. После этого внутренняя дверь 14 шлюзовой камеры 13 открывается также без усилий, которые необходимо было бы приложить в случае наличия перепада давлений. При входе пользователя в помещение внутренняя дверь 14 шлюзовой камеры 13 закрывается, вслед за чем перепускное отверстие 17 в ней закрывается при повороте дверной ручки 16. Те же процессы происходят и при выходе из помещения.

Для одновременного обеспечение задаваемого пользователем режима поддержания давления внутри помещения и для обеспечения соответствующего санитарным нормам и/или желанию пользователя воздухообмена в помещении предусматривается регулируемая работа движителя воздуха 1. Режим его работы (в частности, время его работы, объемы подаваемого воздуха, создаваемое избыточное или пониженное давление и др.) задается блоком управления 10. Команды, вырабатываемые блоком управления 10, обеспечивают выполнение упомянутых требований с учетом величины наружного давления и с минимизацией энергозатрат на работу данной системы регулирования давления в целом. В частности, в зависимости от конкретных условий помещения, возможна утилизация тепла, откачиваемого из помещения воздуха, путем нагрева с его помощью воздуховода, по которому поступает нагнетаемый в помещение воздух. Это же справедливо в случаях, когда температура воздуха в помещении специально понижается по сравнению с наружной. В таком случае нагнетаемый воздух может дополнительно охлаждаться воздухом, откачиваемым из помещения.

Воздух, поступающий в помещение, проходит стадии воздухоподготовки, предусмотренные используемыми в настоящее время стандартами кондиционирования. Эти стандарты обеспечиваются используемым блоком воздухоподготовки 2.

Если предлагаемая система регулирования давления распространена не на здание целиком, а на отдельное помещение, в этом помещении должна быть предусмотрена своя отдельная от остального здания система теплоснабжения, в частности подогрева (охлаждения) поступающего воздуха.

Датчики 8 и 9 передают свои сигналы на блок управления 10. Контроллер блока управления 10 с учетом заданной пользователем программы вырабатывает управляющие сигналы, посылаемые на все управляемые элементы системы.

Движитель воздуха 1 размещается, например, вне обслуживаемого помещения. Воздухозабор 9 и воздуховыпуск 12 устраиваются, например, таким образом, чтобы проходили в одном и том же оконном проеме, либо были разнесены по специальным отверстиям в оконном проеме либо в наружной стене помещения. Нагнетаемый воздух через вентиль 5 подается в блок воздухоподготовки 2, проводящий очистку, нагрев (охлаждение) подаваемого воздуха, установление требуемой влажности подаваемого воздуха, ионизацию и другие возможные виды воздухоподготовки. Блок воздухоподготовки (2) располагается в канале подачи нагнетаемого воздуха за движителем 1.

Рассмотрим режим работы, когда величина давления воздуха в помещении задается пользователем с превышением величины наружного атмосферного давления. В этом случае движитель 1 работает на нагнетание воздуха в воздуховод 3. При этом клапаны 4 и 6 закрыты, а клапаны 5 и 7 открыты. Нагнетаемый воздух направляется через блок воздухоподготовки 2 в помещение и повышает давление в нем до требуемой величины. Одновременно происходит контролируемый клапаном 7 отток воздуха из помещения с целью обеспечения необходимого по санитарным нормам или желанию пользователя воздухообмена. Поддержание заданного режима давления воздуха обеспечивается блоком управления 10 путем согласования расхода подаваемого движителем 1 воздуха и расхода оттока, регулируемого клапаном 7.

Рассмотрим режим работы, когда величина давления в помещении поддерживается ниже наружного (атмосферного) давления. В этом случае движитель 1 работает в обратном режиме, откачивая воздух из помещения через внутренний воздухозабор 8. Клапаны 4 и 6 при этом открыты, а клапаны 5 и 7 закрыты. Режим работы движителя 1 должен обеспечивать требуемый режим поддержания давления в помещении с учетом потерь давления воздуха, поступающего через клапан 4, на блоке воздухоподготовки 2.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения не вызывает сомнений, так оно в обоих вариантах может быть реализовано с использованием известных технических средств (движители воздуха, управляемые клапана, и т.п.).

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает повышение комфортности обитаемого помещения за счет создания управляемого режима поддержания воздушного давления в помещении. Возможность управления воздушным давлением в помещении означает независимость находящегося в помещении обитателя от перепадов атмосферного давления, связанного с изменением метеорологических условий. Изобретение позволит людям, чувствительным к перепадам атмосферного давления, при нахождении в оборудованном предлагаемым устройством помещении защититься от неблагоприятных воздействий резких перепадов воздушного давления.

1. Способ регулировки давления воздуха в помещении, включающий нагнетание воздуха в помещение и откачку воздуха из помещения посредством движителя воздуха, отличающийся тем, что измеряют давление воздуха внутри помещения и сравнивают с заранее заданной пользователем помещения величиной давления воздуха в нем в соответствии со своими индивидуальными пожеланиями, при этом в случае падения давления воздуха в помещении ниже заданного пользователем помещения значения, устанавливают для движителя воздуха режим нагнетания воздуха в помещение и повышают давление воздуха в помещении до заданной пользователем помещения величины, а в случае подъема давления воздуха в помещении выше заданного пользователем помещения значения, устанавливают для движителя воздуха режим откачки воздуха из помещения и снижают давление воздуха в помещении до заданной пользователем помещения величины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину давления воздуха и/или интенсивность воздухообмена в помещении изменяют в режиме, заданном пользователем помещения в соответствии со своими индивидуальными пожеланиями.

3. Устройство для регулировки давления воздуха в помещении, включающее движитель воздуха, датчик наружного давления, датчик внутреннего давления, систему воздуховодов с клапанами, а также блок управления, связанный с приводами движителя воздуха и клапанов воздуховодов, отличающееся тем, что система воздуховодов выполнена в виде двух сообщенных с атмосферой воздуховодов, конец одного из которых размещен внутри помещения и выполнен в виде воздухозабора, а конец другого также размещен внутри помещения и выполнен в виде воздуховыпуска, при этом входной патрубок движителя воздуха сообщен с атмосферой, а выходной посредством дополнительных воздуховодов сообщен с обоими воздуховодами, причем система клапанов выполнена в виде двух клапанов, установленных на воздуховодах со стороны их сообщенных с атмосферой концов, а также двух клапанов, установленных на дополнительных воздуховодах.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено блоком воздухоподготовки, включающим средства для очистки, и/или нагрева, и/или охлаждения, и/или увлажнения, и/или ионизации воздуха в помещении, при этом блок воздухоподготовки установлен на трубопроводе, подающем воздух в помещение.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено шлюзовой камерой, установленной в помещении так, что одна ее дверь является выходной дверью помещения, а другая - входной его дверью, кроме того, шлюзовая камера снабжена клапанами для выравнивания внутреннего и наружного давления воздуха.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что клапаны для выравнивания внутреннего и наружного давления воздуха могут быть размещены на дверях шлюзовой камеры, выполнены в виде перепускных отверстий, перекрываемых заслонками, связанными с поворотными ручками для открывания дверей шлюзовой камеры.