Патент на изобретение №2310797

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ЭТОМ ПОМЕЩЕНИИ

(57) Реферат:

Настоящее изобретение относится к вентиляционным устройствам. Технический результат заключается в возможности вентилирования помещения в зависимости от величины относительной влажности в нем. Согласно изобретению в помещении величина относительной влажности измеряется с помощью влагочувствительного датчика, расположенного в камере. Устройство имеет основное входное отверстие для воздуха с регулируемой площадью прохода, которая регулируется с помощью влагочувствительного датчика. При этом устройство содержит вспомогательный канал, который выполнен с возможностью соединения внутреннего пространства помещения с пространством снаружи помещения и проходное сечение которого не зависит от проходного сечения основного входного отверстия для воздуха. Вспомогательный канал связан посредством теплообмена с камерой влагочувствительного датчика и может изменять температуру в этой камере. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вентиляционному устройству, выполненному с обеспечением вентилирования помещения в зависимости от величины относительной влажности, измеряемой в этом помещении влагочувствительным датчиком.

Разные комнаты помещения имеют разные требования к вентиляции, которые изменяются с течением времени. Эти требования изменяются главным образом в зависимости от типа помещения и от его использования. Что касается технических помещений, то требование к вентиляции по существу зависит от выделения водяных паров. Что касается основных помещений, комнат и гостиной, то необходимый уровень вентиляции определяется, прежде всего, количеством находящихся в них людей.

На самом деле организация требований к вентиляции с учетом технологии и более новых материалов позволяет управлять площадью прохода входного отверстия для влажного относительно вентилируемых помещений воздуха, уровнем влажности относительно уровня абсолютной влажности и температуры согласно известному специалистам физическому закону. Это вентиляционное устройство имеет одно входное отверстие для воздуха, площадь прохода которого регулируется с помощью датчика. Последний содержит влагочувствительную ткань, которая расположена в вентилируемом помещении и подвержена некоторым физическим превращениям, в частности удлинению или сокращению, в зависимости от относительной влажности, преобладающей в помещении.

Для получения указанного устройства, способного к измерению едва заметных изменений относительной влажности в зависимости от разнообразия назначений помещений и времени года, специалисты помещают влагочувствительный датчик при температуре, с одной стороны, отличной от температуры вентилируемого помещения, а с другой стороны, принимая в расчет наружную температуру. Определяемая влагочувствительным датчиком температура может быть определена из следующего уравнения:

T_capt=T_int-К(T_int-T_ext),

где T_capt – температура, измеренная датчиком, T_int – температура внутри помещения, T_ext – температура снаружи помещения и К – заранее определенный температурный коэффициент между 0,15 и 0,35 для регионов с умеренным климатом.

В современных вентиляционных устройствах влагочувствительный датчик всегда располагают вблизи входного отверстия для воздуха для обеспечения теплообмена с наружным воздухом. В связи с этим возникают два основных неудобства:

– с одной стороны, расход входящего воздуха может изменяться с коэффициентом, меняющимся от 1 до 3, а иногда и от 1 до 10; из этого следует, что теплообмен между наружным воздухом и влагочувствительным датчиком не является на настоящий момент оптимальным. Следовательно, это означает, что практически невозможно точно установить требуемое значение температурного коэффициента К;

– с другой стороны, монтаж вентиляционного устройства с трудом осуществим, и его допустимые геометрические формы ограничены, т.к. влагочувствительный датчик должен быть включен в устройство и установлен вблизи входного отверстия для воздуха.

Настоящее изобретение направлено на преодоление указанных выше неудобств и в связи с этим относится к вентиляционному устройству, выполненному с обеспечением вентилирования помещения в зависимости от величины относительной влажности, измеряемой в этом помещении с помощью влагочувствительного датчика, и имеющему основное входное отверстие для воздуха с регулируемой площадью прохода, которая регулируется с помощью влагочувствительного датчика, при этом устройство отличается тем, что оно имеет вспомогательный канал, который выполнен с возможностью соединения внутреннего пространства помещения с пространством снаружи помещения и проходное сечение которого не зависит от проходного сечения основного входного отверстия для воздуха, причем и вспомогательный канал связан посредством теплообмена с камерой влагочувствительного датчика и может изменять температуру в этой камере.

Также создание устройства, имеющего вспомогательный канал, независимый от основного входного отверстия для воздуха, позволяет идеально управлять влиянием температуры наружного воздуха на влагочувствительный датчик. Действительно, последний больше не связан посредством теплообмена с основным входным отверстием для воздуха, площадь прохода которого меняется в зависимости от назначения помещения, и вместе со вспомогательным каналом не зависит от этого основного входного отверстия для воздуха; теплообмен между наружным воздухом и влагочувствительным датчиком отрегулирован и, таким образом, можно установить значение температурного коэффициента К еще более стабильным, каким бы ни был расход воздуха, проходящего через основное входное отверстие для воздуха.

К тому же монтаж вентиляционного устройства весьма упрощается, потому что влагочувствительный датчик больше не надо располагать вблизи основного входного отверстия для воздуха. Таким образом, влагочувствительный датчик может быть действительно отделен и отдален от основного входного отверстия для воздуха.

Согласно первому предпочтительному варианту выполнения изобретения проходное сечение вспомогательного канала является постоянным. Следовательно, количество воздуха, проходящего через проходное отверстие вспомогательного канала, по существу постоянно в стандартном техническом решении, тогда как разница в давлении по обе стороны канала порядка нескольких Паскалей. Именно поэтому возможно с большой точностью установить значение температурного коэффициента К.

Согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения площадь прохода вспомогательного канала автоматически регулируется наружной температурой. Это дополнительное регулирование может применяться при экстремальных условиях микроклимата, например, когда наружная температура падает ниже заранее заданного значения. На самом деле в этом случае изменение содержания воды в наружном воздухе довольно незначительно по сравнению с изменением температуры. В качестве примера показания составляют примерно 2,5 г воды на кг воздуха при -5°С и 1,6 г воды на кг воздуха при -10°С, т.е. разница составляет всего лишь 0,9 г воды на кг воздуха. Согласно этому примеру для того, чтобы вентиляционное устройство оставалось в рабочем диапазоне, разумно уменьшить площадь прохода вспомогательного канала, чтобы ограничить действие наружной температуры на влагочувствительный датчик, как раз то, что окончательно устанавливает новое значение температурного коэффициента К. Очевидно, что площадь прохода вспомогательного канала может автоматически регулироваться относительно совершенно других параметров без каких-либо ограничений.

Преимущественно проходное сечение вспомогательного канала составляет меньше 10% проходного сечения основного входного отверстия для воздуха предпочтительно составляет от 2 до 5%.

Предпочтительно между вспомогательным каналом и влагочувствительным датчиком помещена термоизоляция. Согласно известному техническому решению, выполненному без этой термоизоляции, необходимо, чтобы площадь прохода во вспомогательном канале была очень мала, чтобы добиться достаточного теплообмена между вспомогательным каналом и влагочувствительным датчиком. Однако в этом случае оказывается довольно трудно установить соответствующий теплообмен, поскольку все возмущения влекут за собой очень быстрые изменения температуры влагочувствительного датчика и, следовательно, температурного коэффициента К. Таким образом, наличие промежуточной термоизоляции позволяет использовать вспомогательный канал с увеличенной площадью прохода, т.к. она позволяет заранее заданным образом уменьшить влияние этой площади на влагочувствительный датчик. Более того, наличие изоляции позволяет избежать образования в камере влагочувствительного датчика конденсата, который способен нарушить нормальную работу и даже принести вред в случае непосредственного контакта.

Также преимущественно основное входное отверстие для воздуха и влагочувствительный датчик находятся соответственно в разных камерах. Вспомогательный канал, следовательно, может иметь любые геометрические параметры в широком диапазоне.

Предпочтительно, чтобы эти две камеры располагались так, чтобы одна из них образовывала продолжение другой.

Также предпочтительно, чтобы датчик был выполнен с использованием полоски влагочувствительной ткани, привязанной с одной стороны к неподвижной части камеры, в которой эта полоска находится, а с другой стороны к рычагу, установленному с возможностью поворота вокруг оси вращения. Преимущественно этот рычаг, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси вращения, приводит во вращение кривошип, жестко связанный со штангой, с которой соединена заслонка, связанная, в свою очередь, с основным входным отверстием для воздуха.

Изобретение станет более понятным с помощью подробного описания, которое раскрыто ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает вид спереди предлагаемого вентиляционного устройства, на котором заслонка показана в открытом состоянии со снятой крышкой.

Фиг.2 изображает в аксонометрии частичный вид вентиляционного устройства, показанного на фиг.1.

Фиг.3 изображает вид спереди вентиляционного устройства, показанного на фиг.1, на котором заслонка показана в закрытом состоянии.

Предложенное вентиляционное устройство 1, изображенное на фиг.1, предназначено для установки внутри помещения и содержит, с одной стороны, первую камеру 2, в которой имеется основное входное отверстие 3 для воздуха, площадь прохода которого можно изменять в зависимости от положения заслонки 4, с которой оно соединено, и, с другой стороны, вторую камеру 5, в которой расположен вспомогательный канал 6, выполненный с возможностью соединения внутреннего пространства помещения с наружным пространством посредством вспомогательного отверстия 7 для входа воздуха, вырезанного в днище 8 камеры 5. Эти две камеры 2, 5 расположены так, что одна из них является продолжением другой и они отделены друг от друга стенкой 23. Крышки для закрытия каждой из камер 2 и 5 не показаны.

Как показано на фиг.1 или 3, в камере 5 расположены влагочувствительный датчик, выполненный из влагочувствительной ткани в форме горизонтальной полоски 9, изоляция 10, находящаяся между вспомогательным каналом 6 и полоской 9, а также система управления заслонкой 4, связанная с основным входным отверстием 3.

Более точно, вспомогательный канал 6 ограничен днищем 8 камеры 5, нижним ребром 11, выполненным в виде выступа из днища 8, нижней частью изоляции 10 и, наконец, внутренней поверхностью крышки камеры 5 (не показана).

Полоска 9 привязана, с одной стороны, к системе управления заслонкой 4, а с другой стороны, к неподвижной части камеры 5. Более точно, система управления состоит частично из рычага 14, первый конец которого привязан к указанной полоске 9. Прямо над местом, где привязана полоска, рычаг 14 имеет ось 15 вращения, так что оба конца находятся в прорези 16 кожуха 17, прикрепленного к камере 5. Между полоской 9 и рычагом 14, точно над местом прикрепления полоски, на конце рычага 14, прикреплена просверленная пластина 18. Пружина 19, вытянутая горизонтально между пластиной 18 и пальцем 20, позволяет постоянно удерживать полоску 9 под натяжением. Рычаг 14 также имеет второй конец в форме тисков 21, предназначенный для совместного действия с кривошипом 22, проходящим сквозь разделительную стенку 23 между двумя камерами 2 и 5. Этот кривошип составляет единое целое с горизонтальной штангой 24, с помощью которой крепится заслонка 4.

Устройство 1 согласно изобретению работает следующим образом. Полоска 9, выполненная из влагочувствительной ткани, реагирует на значительное увеличение или уменьшение относительной влажности внутри помещения. Изменение площади прохода основного входного отверстия 3 для воздуха тесно связано с изменением относительной влажности помещения и температуры в камере 5, зависящей от внешней температуры. Действительно, вспомогательное отверстие 7 для воздуха имеет площадь прохода, постоянно обеспечивающую прохождение воздуха, поддерживая по существу постоянным его количество на всем протяжении вспомогательного канала 6, причем это количество воздуха изменяет в первую очередь температуру изоляции 10, а затем и температуру полоски 9. Это количество наружного воздуха, после прохода всего вспомогательного канала 6, в конечном счете доходит до помещения, где смешивается с воздухом из помещения, без изменения свойств.

На фиг.1 и 2 площадь прохода основного входного отверстия 3 показана максимальной, т.к. заслонка 4 находится в отведенном положении. По истечении определенного времени относительная влажность внутри помещения уменьшается, что вызывает сокращение полоски 9. Это, в свою очередь, создает растягивающее усилие, прикладываемое к рычагу 14 и превышающее усилие, прикладываемое пружиной 19 к пластине 18, так что рычаг 14 будет поворачиваться вокруг своей оси 15 вращения против часовой стрелки. Это приводит к тому, что, как показано на фиг.3, тиски 21 рычага 14 опускаются и вызывают поворот кривошипа 22, который в свою очередь вызывает поворот штанги 24 и таким образом вызывает закрытие заслонки 4.

Напротив, когда относительная влажность внутри помещения значительно повышается, полоска 9 удлиняется и вызывает за счет взаимодействия с пружиной 19 поворот рычага 14 вокруг своей оси 15 вращения по часовой стрелке. Следовательно, тиски 21 рычага 14 поднимаются, вызывая поворот кривошипа 22, который в свою очередь вызывает открытие заслонки 4 благодаря воздействию штанги 24.

Хотя изобретение и описано на примере частных вариантов выполнения, очевидно, что это не должно толковаться как ограничение настоящего изобретения и что эквиваленты описанных технических средств и их комбинации также входят в объем настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Вентиляционное устройство (1), выполненное с обеспечением вентилирования помещения в зависимости от величины относительной влажности, измеряемой в этом помещении с помощью влагочувствительного датчика (9), расположенного в камере (5), имеющее основное входное отверстие (3) для воздуха с регулируемой площадью прохода, которая регулируется с помощью влагочувствительного датчика, отличающееся тем, что оно имеет вспомогательный канал (6), который выполнен с возможностью соединения внутреннего пространства помещения с пространством снаружи помещения и проходное сечение которого не зависит от проходного сечения основного входного отверстия для воздуха, причем вспомогательный канал связан посредством теплообмена с камерой влагочувствительного датчика и может изменять температуру в этой камере.

2. Вентиляционное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что проходное сечение вспомогательного канала (6) является постоянным.

3. Вентиляционное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что проходное сечение вспомогательного канала (6) автоматически регулируется наружной температурой.

4. Вентиляционное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что проходное сечение вспомогательного канала (6) составляет менее 10% проходного сечения основного входного отверстия (3) для воздуха, предпочтительно от 2 до 5%.

5. Вентиляционное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что между вспомогательным каналом (6) и влагочувствительным датчиком (9) помещена термоизоляция (10).

6. Вентиляционное устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что основное входное отверстие (3) для воздуха и влагочувствительный датчик (9) находятся соответственно в разных камерах (2, 5).

7. Вентиляционное устройство (1) по п.6, отличающееся тем, что две камеры (2, 5) расположены так, что одна из них образует продолжение другой.

8. Вентиляционное устройство (1) по п.7, отличающееся тем, что датчик выполнен с использованием полоски (9) влагочувствительной ткани, привязанной с одной стороны к неподвижной части (13) камеры (5), в которой эта полоска находится, а с другой стороны – к рычагу (14), установленному с возможностью поворота вокруг оси (15) вращения.

9. Вентиляционное устройство (1) по п.8, отличающееся тем, что рычаг (14), установленный с возможностью поворота вокруг своей оси (15) вращения, приводит во вращение кривошип (22), жестко связанный со штангой (24), с которой соединена заслонка (4), связанная, в свою очередь, с основным входным отверстием (3) для воздуха.

РИСУНКИ