RU2281441C1

RU2281441C1 - Plenum-exhaust air-ventilation device

Info

Publication number: RU2281441C1
Application number: RU2005109704/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Тать на Дмитриевна Ходакова (RU); Татьяна Дмитриевна Ходакова; Михаил Евгеньевич Стареев (RU); Михаил Евгеньевич Стареев; Геннадий Васильевич Львов (RU); Геннадий Васильевич Львов; Александр Владимирович Куличенко (RU); Александр Владимирович Куличенко
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: air conditioning and ventilation.

SUBSTANCE: device comprises housing, passages for forced and exhaust air ventilation, fan, chamber with the regenerative heat exchanger, chamber that is mounted on the roof of the building and made of parallelepiped-shaped housing whose walls are made of heat insulated panels interconnected by means of locks, metallic frame that is the base of the housing, and horizontal regenerative heat exchanger mounted at the top of the chamber. The heat exchanger is made of extensible frame divided into two spaces by the baffle that has the bearings of the drum core defined by belts made of corrugated aluminum foil and tightly wound on the core. The periphery of the drum made of a ring is rigidly connected with the core via tree radial spokes. The baffle of the frame with drum defines the passages for inflowing and outflowing air that receive filters for cleaning air.

EFFECT: enhanced efficiency.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами.The invention relates to ventilation and air conditioning with regenerative heat exchangers.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является приточно-вытяжная установка с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ № 2011127, F 24 F 5/00,1987 г. (прототип), содержащая корпус, каналы для приточного и вытяжного воздуха, вентилятор, камеру с регенеративным теплоутилизатором.The closest technical solution to the claimed object is a supply and exhaust unit with a regenerative heat exchanger according to the patent of the Russian Federation No. 2011127, F 24 F 5 / 00.19987 (prototype), comprising a housing, channels for supply and exhaust air, a fan, a chamber with regenerative heat recovery unit.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность за счет перекрестной организации потоков воздуха.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency due to the cross-organization of air flows.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации выбросного воздуха, экономия энергоресурсов, упрощение конструкции, монтажа и обслуживания.The technical result is an increase in the efficiency of heat recovery of exhaust air, energy savings, simplification of design, installation and maintenance.

Это достигается тем, что в приточно-вытяжной установке с теплоутилизатором, содержащей корпус, каналы для приточного и вытяжного воздуха, вентилятор, камеру с регенеративным теплоутилизатором, камера устанавливается на кровле здания на железобетонном стакане и представляет собой корпус в виде параллелепипеда, стенки которого выполнены из утепленных панелей, соединяющихся между собой быстродействующими замками, а основанием корпуса служит металлическая рама, которая устанавливается на железобетонном стакане, причем в верхней части камеры расположен горизонтальный вращающийся регенеративный теплоутилизатор, представляющий собой выдвижной каркас, разделенный на две полости перегородкой, в которой закреплены опоры сердечника барабана, образованного лентами из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник, а на периферийной части барабана, выполненной в виде кольца, жестко связанного с сердечником посредством трех радиальных спиц, закреплены по крайне мере две винтовые лопасти для его вращения потоками воздуха, а перегородка каркаса с закрепленным на ней барабаном образует каналы для приточного и вытяжного воздуха, в каждом из которых размещены фильтры очистки воздуха, причем гофры ленты алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по синусоидальной, криволинейной второго и высшего порядков, многоугольной, треугольной, прямоугольной, трапециальной форме как односторонней, так и двухсторонней, причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты, а барабан образован одной лентой, навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда, жестко связанной по обоим краям круглыми по форме сетками или перфорированными круглыми алюминиевыми пластинами, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.This is achieved by the fact that in a supply and exhaust installation with a heat exchanger containing a housing, channels for supply and exhaust air, a fan, a chamber with regenerative heat exchanger, the camera is installed on the roof of the building on a reinforced concrete glass and is a body in the form of a parallelepiped, the walls of which are made of insulated panels interconnected by quick locks, and the base of the case is a metal frame, which is mounted on a reinforced concrete glass, and in the upper part to measures, a horizontal rotating regenerative heat exchanger is located, which is a sliding frame divided into two cavities by a partition in which the supports of the drum core are formed, which are formed by corrugated aluminum foil tapes tightly wound around the core, and on the peripheral part of the drum made in the form of a ring rigidly connected with a core through three radial spokes, at least two screw blades are fixed for its rotation by air flows, and the frame partition with a fixed on it, the drum forms channels for the supply and exhaust air, in each of which there are air purification filters, and the corrugations of the aluminum foil tape of the drum are made in section in a sinusoidal, curvilinear second and higher orders, polygonal, triangular, rectangular, trapezoidal shape as one-sided, and double-sided, with the corrugations of the corrugation in the previous layer of tape falling on top of the corrugation of the next layer of tape, and the drum is formed by one tape, wound on the core with a gap in the spiral of Archimedes, w JCOMM connected on both edges rounded in shape nets or perforated circular aluminum plates, wherein the gap between the side surfaces of the belt is placed a particulate material with open pores and with a high coefficient of heat absorption, such as gravel, expanded clay.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой установки, на фиг.2 - горизонтальный разрез каркаса теплоутилизатора, на фиг.3 - односторонний синусоидальный гофр ленты из алюминиевой фольги барабана, на фиг.4 - двухсторонний синусоидальный гофр ленты из алюминиевой фольги барабана.Figure 1 presents a General view of the proposed installation, figure 2 is a horizontal section of the frame of the heat exchanger, figure 3 is a one-sided sinusoidal corrugation of a tape made of aluminum foil drum, figure 4 is a double-sided sinusoidal corrugation of a tape made of aluminum foil drum.

Приточно-вытяжная установка с теплоутилизатором содержит корпус в виде камеры 10, каналы для приточного 6 и вытяжного 8 воздуха с вентиляторами, камеру с каркасом 20 с вращающимся регенеративным теплоутилизатором 9. Камера 10 устанавливается на кровле здания на железобетонном стакане 1 и представляет собой корпус в виде параллелепипеда, стенки которого выполнены из утепленных панелей, соединяющихся между собой быстродействующими замками, а основанием корпуса служит металлическая рама 11, которая устанавливается на железобетонном стакане 1. В верхней части камеры 10 расположен горизонтальный регенеративный теплоутилизагор 9, представляющий собой выдвижной каркас 20, разделенный на две полости перегородкой 21, в которой закреплены опоры сердечника 22 барабана, образованного лентами 16 из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник 12. На периферийной части барабана 9, выполненной в виде кольца 22, жестко связанного с сердечником 12 посредством трех радиальных спиц 23, закреплены по крайне мере две винтовые лопасти 13 и 14 для его вращения потоками приточного или вытяжного воздуха, причем лопасти 13, 14 установлены под углом к потоку воздуха, обеспечивающим его вращение. Перегородка 21 каркаса с закрепленным на ней барабаном 9 образует каналы для приточного и вытяжного воздуха, в каждом из которых размещены фильтры 4 очистки воздуха. Гофры ленты 16 алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по синусоидальной, криволинейной второго и высшего порядков, многоугольной, треугольной, прямоугольной, трапецеидальной форме как односторонней (фиг.3), так и двухсторонней (фиг.4), причем впадины гофра 18 в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра 18 последующего слоя ленты.The supply and exhaust unit with a heat exchanger contains a body in the form of a chamber 10, channels for the supply and exhaust air 6 and 8 with fans, a chamber with a frame 20 with a rotating regenerative heat exchanger 9. The chamber 10 is installed on the roof of the building on a reinforced concrete glass 1 and is a body in the form a parallelepiped, the walls of which are made of insulated panels, interconnected by quick locks, and the base of the case is a metal frame 11, which is mounted on a reinforced concrete glass 1. In the upper part of the chamber 10 there is a horizontal regenerative heat recovery unit 9, which is a retractable frame 20, divided into two cavities by a partition 21, in which the supports of the drum core 22 are formed, formed by ribbons 16 made of corrugated aluminum foil tightly wound around the core 12. On the peripheral part of the drum 9, made in the form of a ring 22, rigidly connected to the core 12 by means of three radial spokes 23, at least two screw blades 13 and 14 are fixed for its rotation by the supply or exhaust flows th air, the blades 13, 14 mounted at an angle to the air flow, ensuring its rotation. The partition wall 21 of the frame with the drum 9 fixed on it forms channels for the supply and exhaust air, in each of which there are air purification filters 4. The corrugations of the tape 16 of the aluminum foil of the drum are made in cross section in a sinusoidal, curvilinear second and higher orders, polygonal, triangular, rectangular, trapezoidal shape both unilateral (figure 3) and bilateral (figure 4), and the corrugations of the corrugation 18 in the previous layer the tape falls on top of the corrugation 18 of the subsequent layer of tape.

Кроме того, барабан 9 может быть образован одной лентой (на чертеже не показано), навитой на сердечнике с зазором по спирала Архимеда, жестко связанной по обоим краям круглыми по форме сетками или перфорированными круглыми алюминиевыми пластинами, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал 15 с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.In addition, the drum 9 can be formed by one tape (not shown in the drawing), wound on the core with a gap along the Archimedes spiral, rigidly connected at both ends with round-shaped nets or perforated round aluminum plates, and a dispersed one is placed in the gap between the side surfaces of the tape open cell material 15 with a high coefficient of heat absorption, for example expanded clay gravel.

Обслуживание камер осуществляется с кровли. Барабан закреплен на металлической раме и приводится во вращение с помощью винтовых лопастей 13, 14. Рама с закрепленным на ней барабаном может выкатываться из камеры с помощью роликов и вновь вкатываться в камеру, что позволяет проводить профилактический ремонт и очистку барабана. Теплоутилизатор можно удалить из приточно-вытяжной камеры и на летний период. Благодаря этому уменьшается сопротивление камеры, вследствие чего увеличивается производительность вентилятора, что дает возможность в этот период эксплуатировать не все камеры, а следовательно, уменьшить расход воздуха и соответственно расход электроэнергии. При удаленном теплоутилизаторе для отделения приточного потока воздуха от вытяжного устанавливают временную перегородку.The cameras are serviced from the roof. The drum is mounted on a metal frame and rotated by means of screw blades 13, 14. The frame with the drum fixed on it can be rolled out of the chamber using rollers and re-rolled into the chamber, which allows for preventive repair and cleaning of the drum. The heat exchanger can be removed from the supply and exhaust chamber for the summer period. Due to this, the resistance of the chamber decreases, as a result of which the fan performance increases, which makes it possible to use not all chambers during this period, and therefore, to reduce air consumption and, accordingly, energy consumption. With a remote heat exchanger, a temporary partition is installed to separate the supply air stream from the exhaust.

Нижняя часть камеры разделена перегородкой на приточный и вытяжной отсеки, в каждом из которых расположен фильтр 4, выполненный в виде вынимающейся кассеты. Оба фильтра имеют одинаковые размеры и технические характеристики. Кассета фильтра представляет собой металлическую раму прямоугольной формы, в которой зигзагообразно уложен фильтрующий материал. Кассеты можно вынуть из камеры для перезарядки фильтрующего материала.The lower part of the chamber is divided by a partition into the supply and exhaust compartments, in each of which there is a filter 4 made in the form of a removable cartridge. Both filters have the same dimensions and specifications. The filter cartridge is a rectangular metal frame in which filter material is zigzagged. Cassettes can be removed from the chamber to recharge filter media.

Приточно-вытяжная установка с теплоутилизатором работает следующим образом.The supply and exhaust unit with a heat exchanger works as follows.

В верхней части камеры приварены переходные короба 5, на фланцах которых установлены приточный 6 и вытяжной 8 вентиляторы. Оба вентилятора (вытяжной и приточный) осевые с колесом, вращающимся в горизонтальной плоскости, максимально унифицированы. Забор воздуха приточным вентилятором осуществляется сбоку с помощью входной коробки 7, выброс воздуха вытяжным вентилятором - вертикально вверх. Расстояние между выхлопным отверстием и верхней кромкой заборной коробки принято равным 2 м, при необходимости оно может быть увеличено за счет длины выхлопной трубы. Воздух по приточному или вытяжному каналу проходит сквозь барабан по каналам 17 или 19, образованному соответственно гофрами 16 или 18, забирая или отдавая тепло посредством материала 15 и алюминиевой фольги. Лопасти 13 и 14 устанавливаются под таким углом к потоку воздуха, чтобы обеспечивалось вращение барабана 9. Для этого возможно разделение потоков с целью направленного взаимодействия струи воздуха с лопастями 13 (на чертеже не показано).In the upper part of the chamber, adapter boxes 5 are welded, on the flanges of which there are a supply 6 and an exhaust fan 8. Both fans (exhaust and supply) axial with a wheel rotating in the horizontal plane, as much as possible unified. The intake air is supplied by the supply fan from the side using the inlet box 7, the air is exhausted by the exhaust fan vertically upwards. The distance between the exhaust hole and the upper edge of the intake box is taken to be 2 m, if necessary, it can be increased due to the length of the exhaust pipe. Air through the supply or exhaust channel passes through the drum through the channels 17 or 19, formed respectively by corrugations 16 or 18, taking or giving off heat through the material 15 and aluminum foil. The blades 13 and 14 are installed at such an angle to the air stream that rotation of the drum 9 is ensured. For this purpose, it is possible to separate the flows for the purpose of directed interaction of the air stream with the blades 13 (not shown in the drawing).

К отверстию приточного канала камеры присоединяется воздуховод 2, расположенный в помещении. На горизонтальном участке его предусмотрена установка воздухораспределителя 3, в качестве которого применены, например, вихревые регулируемые воздухораспределители типа ВВР. В этих воздухораспределителях предусмотрена монтажная или сезонная регулировка направления струи. Угол наклона струи, который может изменяться от 0 до 40°, устанавливается с помощью исполнительного механизма.An air duct 2 located in the room is connected to the opening of the supply channel of the camera. On the horizontal section it is provided for the installation of an air distributor 3, for which, for example, vortex adjustable air distributors of the WWR type are used. In these air distributors installation or seasonal adjustment of a direction of a stream is provided. The angle of the jet, which can vary from 0 to 40 °, is set using the actuator.

Область применения разработанной крышной приточно-вытяжной установки ограничена температурой воздуха, подаваемого в помещение, так как установка калорифера на приточном воздухе невозможна из-за недостаточного давления, развиваемого приточным вентилятором. Однако расчеты показывают, что при температуре удаляемого воздуха 20°С и температуре наружного воздуха -20°С установка обеспечивает нагрев подаваемого воздуха до 8°С, т.е. дополнительного подогрева не требуется. При этом экономия теплоты для установки производительностью 5 тыс. м³/ч (по каждому из потоков воздуха) составит 47 кВт, а 20 тыс. м³/ч - 187 кВт.The scope of the developed roofed supply and exhaust unit is limited by the temperature of the air supplied to the room, since the installation of a heater on the supply air is impossible due to insufficient pressure developed by the supply fan. However, the calculations show that at a temperature of vented air of 20 ° С and an outdoor temperature of -20 ° С, the installation provides heating of the supplied air to 8 ° С, i.e. no additional heating is required. At the same time, heat saving for a plant with a capacity of 5 thousand m ³ / h (for each of the air flows) will be 47 kW, and 20 thousand m ³ / h - 187 kW.

Установки предназначены в основном для гражданских и общественных зданий, а также промышленных помещений, в которых воздух не загрязнен вредными, пожаро- и взрывоопасными примесями и не имеет запаха. Их можно использовать в тех случаях, когда концентрация вредных веществ в местах размещения приточных вентиляторов не превышает 30% ПДК, установленных для воздуха рабочей зоны помещений (механические цехи, складские помещения, сельскохозяйственные здания, торговые и выставочные залы и т.п.).Installations are intended mainly for civil and public buildings, as well as industrial premises in which air is not contaminated with harmful, fire and explosive impurities and has no smell. They can be used in cases where the concentration of harmful substances in the locations of the supply fans does not exceed 30% of the maximum permissible concentration set for the air in the working area of the premises (machine shops, warehouses, agricultural buildings, trade and exhibition halls, etc.).

Применение разработанной схемы позволит также уменьшить протяженность воздуховодов, за счет чего сокращаются затраты мощности на преодоление сопротивления сети, уменьшается металлоемкость и соответственно стоимость воздуховодов. Сокращаются также размеры занимаемой теплоутилизационной установкой производственной площади здания. Если сопоставить две системы с регенеративными теплоутилизаторами производительностью по каждому из потоков 10 тыс. м³/ч (общепринятую с напольным размещением оборудования и сетью воздуховодов от нее до места выброса с крышной приточно-вытяжной установкой), то только годовая экономия на электроэнергии при использовании разработанной установки ориентировочно составит 240000 руб. при двухсменном и 360000 руб. при трехсменном режиме работы.The application of the developed scheme will also reduce the length of the ducts, thereby reducing the cost of power to overcome the network resistance, reducing the metal consumption and, accordingly, the cost of the ducts. The sizes of the heat recovery installation of the production area of the building are also reduced. If we compare the two systems with regenerative heat exchangers with a capacity of 10 thousand m ³ / h for each of the flows (generally accepted with floor-mounted equipment and a duct network from it to the discharge point with a roof air handling unit), then only the annual energy savings when using the developed The installation will be approximately 240,000 rubles. with two-shift and 360,000 rubles. with three-shift operation.

Claims

1. A supply and exhaust installation with heat recovery, comprising a housing, ducts for supply and exhaust air, a fan, a chamber with regenerative heat exchanger, characterized in that the chamber is mounted on the roof of the building on a reinforced concrete glass and is a casing in the form of a parallelepiped, the walls of which are made of insulated panels interconnected by quick locks, and the base of the case is a metal frame, which is mounted on a reinforced concrete glass, and in the upper part of the chamber There is a horizontal regenerative heat exchanger, which is a retractable frame divided into two cavities by a partition in which the supports of the drum core are formed, which are formed by corrugated aluminum foil tapes tightly wound around the core, and on the peripheral part of the drum made in the form of a ring rigidly connected to at least two screw blades for its rotation by air flows are fixed by the core through three radial spokes, moreover, the frame partition with the ba fixed on it Abanya forming channels for supply air and exhaust air, each of which are arranged air filters.

2. The supply and exhaust installation with a heat exchanger according to claim 1, characterized in that the corrugations of the aluminum foil tape of the drum are made in section in a sinusoidal, curvilinear second and higher orders, polygonal, triangular, rectangular, trapezoidal shape, both one-sided and two-sided, and corrugations in the previous layer of tape come to the top of the corrugation of the next layer of tape.

3. The supply and exhaust unit with a heat exchanger according to claim 1, characterized in that the drum is formed by a single tape wound on a core with a gap in a spiral of Archimedes, rigidly connected at both ends with round-shaped nets or perforated round aluminum plates, and in the gap between the side surfaces of the tape are dispersed material with open pores and with a high coefficient of heat absorption, for example expanded clay gravel.