Конвекционный вентилятор, интегрируемый в подшивной потолок, и блок, по меньшей мере, из двух конвекционных вентиляторов, принадлежащий к установке кондиционирования воздуха - RU2672434C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к конвекционному вентилятору, интегрируемому в подшивной потолок, и к блоку, по меньшей мере, из двух таких конвекционных вентиляторов, расположенных друг против друга в подшивном потолке.

В области кондиционирования воздуха, как известно, здания оборудуют конвекционными вентиляторами, которые размещают в подшивном потолке комнат. Эти конвекционные вентиляторы часто называют «кассетами». Они содержит прямоугольный корпус, внутри которого находятся электровентиляторный агрегат, обеспечивающий всасывание воздуха и его нагнетание внутрь комнаты, водяная батарея для термической обработки воздуха и конденсатный бак для сбора капель, образующихся при конденсации. Эти конвекционные вентиляторы содержат также диффузор, в котором находятся фильтр и заборная решетка.

Некоторые кассеты распределяют воздух в четырех направлениях, то есть на четыре стороны корпуса, тогда как другие кассеты распространяют воздух только на три стороны корпуса. В этом случае говорят о трех- или четырехканальных кассетах. В частности, четырехканальные кассеты предназначены для установки в центре потолка помещения, тогда как трехканальные кассеты предназначены для установки ближе к входу помещения или вблизи стены. В документе ЕР-А-2206988 раскрыта четырехканальная кассета, предназначенная для максимально широкого распространения воздуха на своей периферии. Кассета содержит отражатели, позволяющие ориентировать воздушные струи, распространяемые вокруг кассеты, в вертикальной плоскости. Кроме того, эти отражатели выполнены так, чтобы воздух распространялся равномерно вокруг кассеты. Таким образом, среднее направление воздушных струй, распространяемых на четыре стороны кассеты, перпендикулярно к стороне кассеты. Однако на практике две последовательные кассеты разделены расстоянием от 1,2 м до 1,35 м. В этой конфигурации две расположенные друг против друга кассеты нагнетают фронтально сталкивающиеся воздушные струи. В режиме охлаждения взаимодействие между двумя струями холодного воздуха приводят к образованию холодного нисходящего потока между двумя кассетами, который вызывает ощущение дискомфорта у находящихся в комнате людей. Поэтому следует сводить к минимуму и даже избегать взаимодействия между струями, нагнетаемыми двумя последовательными кассетами.

Для этого некоторые модели кассет оборудуют регулируемыми соплами, которые позволяют направлять воздушные струи вниз, чтобы избегать взаимодействия с воздушной струей, производимой смежной кассетой. Однако, при направлении воздушной струи вниз воздух нагнетается напрямую на присутствующих в комнате, что вызывает у них неприятное ощущение холодного воздушного потока. Кроме того, регулируемые сопла увеличивают габаритный размер кассеты и не позволяют использовать универсальную кассету, в которой для перехода от «трехканальной» конфигурации к «четырехканальной» конфигурации достаточно поменять диффузор.

Кроме того, в документе Е-А-1884718 раскрыт потолочный конвекционный вентилятор, содержащий отражатели, расположенные внутри кассеты на уровне угловых ребер кассеты. Эти отражатели позволяют изменять внутренний поток воздуха, отклоняя нагнетаемый воздух в направлении угловых ребер на одну сторону кассеты. Это позволяет ограничить проблемы рециркуляции в углах и избежать, таким образом, акустического дискомфорта. Однако эти отражатели не могут ориентировать среднее направление производимых воздушных струй на стороны кассеты, чтобы избегать взаимодействия между воздушными струями, распространяемыми двумя расположенными друг против друга кассетами.

Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания упрощенного конвекционного вентилятора, позволяющего ограничить взаимодействие воздушных струй со струями, нагнетаемыми расположенным напротив конвекционным вентилятором.

В связи с этим, объектом изобретения является конвекционный вентилятор, интегрируемый в подшивной потолок, содержащий корпус и диффузор, который ограничивает вместе с корпусом нагнетательную щель, выполненную с возможностью распространения воздушных струй, по меньшей мере, в трех средних направлениях, содержащихся в одной плоскости нагнетания. Согласно изобретению, конвекционный вентилятор дополнительно содержит, по меньшей мере, один отражатель, установленный на диффузоре и выполненный с возможностью направления, по меньшей мере, одной из нагнетаемых воздушных струй через щель в среднем направлении, имеющем наклон относительно оси, перпендикулярной к стороне корпуса.

Благодаря изобретению, отражатель или отражатели, установленные на диффузоре конвекционного вентилятора, позволяют отклонять воздушную струю, направленную на смежную кассету. Воздушная струя расположенного рядом конвекционного вентилятора отклоняется аналогично таким образом, чтобы избегать фронтального столкновения двух воздушных струй.

Согласно предпочтительным, но не ограничительным отличительным вариантам изобретения, конвекционный вентилятор может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, рассматриваемых в любых технически допустимых комбинациях:

- отражатель или отражатели расположены на пути потока воздуха на выходе наклонной поверхности, выполненной с возможностью спрямления воздуха в направлении, содержащемся в плоскости нагнетания.

- диффузор содержит рамку, которая ограничивает нижний край щели, и каждый отражатель расположен вблизи угла диффузора и содержит поверхность, расположенную параллельно стороне диффузора.

- каждый отражатель содержит прямолинейную стенку и выпуклую стенку, которые проходят между двумя краями, один из которых является задней кромкой.

- выпуклая стенка содержит прямолинейный участок, который ограничивает заднюю кромку и образует с прямолинейной стенкой угол, находящийся в пределах от 10° до 40°.

- каждый отражатель имеет длину, которую вычисляют как проекцию расстояния между задней кромкой и другим краем на плоскость, продолжающую прямолинейный участок выпуклой стенки, и которая находится в пределах от 30 мм до 100 мм.

- каждый отражатель имеет ширину, которую вычисляют как расстояние от края, противоположного задней кромке, до плоскости, продолжающей прямолинейный участок выпуклой стенки, и которое находится в пределах от 5 мм до 85 мм.

- отражатель или отражатели расположены с отступом относительно наружного края диффузора, в частности, на расстоянии 15 мм.

- отражатель или отражатели имеют толщину, превышающую или равную толщине щели.

Объектом изобретения является также блок, по меньшей мере, из двух конвекционных вентиляторов, принадлежащий к установке кондиционирования воздуха, причем эти конвекционные вентиляторы расположены друг против друга в подшивном потолке. Конвекционные вентиляторы являются описанными выше конвекционными вентиляторами и выполнены таким образом, чтобы во время работы воздушные струи, отходящие от двух расположенных друг против друга краев конвекционных вентиляторов, отклонялись в средних направлениях, смещенных относительно друг друга и не пересекающих друг друга.

Изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания варианта осуществления конвекционного вентилятора, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 показан конвекционный вентилятор в соответствии с изобретением, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг. 2 показан конвекционный вентилятор, изображенный на фиг. 1, вид в сборе в перспективе;

на фиг. 3 показан диффузор, входящий в состав конвекционного вентилятора, изображенного на фиг. 1 и 2, увеличенный вид в перспективе;

на фиг. 4 показан отражатель, принадлежащий к диффузору, изображенному на фиг. 3, увеличенный вид спереди;

на фиг. 5 показан отражатель, изображенный на фиг. 4, вид в перспективе;

на фиг. 6 представлено схематичное расположение двух диффузоров, принадлежащих к двум расположенным друг против друга конвекционным вентиляторам, внутри установки кондиционирования воздуха.

На фиг. 1 показан конвекционный вентилятор 1. Этот конвекционный вентилятор 1 выполнен с возможностью размещения в подшивном потолке комнаты. Этот тип конвекционного вентилятора часто называют «вентиляторной кассетой». Он входит в состав установки кондиционирования воздуха.

Конвекционный вентилятор 1 содержит корпус 2 в виде параллелепипеда, имеющий четыре стороны 22, две из которых показаны на фигурах, и внутреннюю стенку 2а. Обозначениями Х2 и Y2 показаны две оси, перпендикулярные к двух парам противоположных сторон 22 корпуса 2. Оси Х2 и Y2 являются ортогональными по причине прямоугольного сечения корпуса.

Внутри корпуса 2 расположены средства M1 всасывания и нагнетания воздуха внутрь комнаты. Эти средства M1 представляют собой электровентиляторный агрегат, включающий в себя электрический двигатель 4 и крыльчатку 6. Электрический двигатель 4 закреплен внутри корпуса 2 при помощи не показанной треноги и приводит крыльчатку во вращение вокруг оси Z6, которая является по существу вертикальной в конфигурации кассеты, установленной в подшивном потолке. Ось Z6 является перпендикулярной к осям Х2 и Y2.

Вокруг крыльчатки 6 коаксиально расположена водяная батарея 8. Эта водяная батарея 8 имеет трубчатую геометрию. Она может получать питание горячей водой или холодной водой в зависимости от требуемого типа термической обработки. Водяная батарея 8 представляет собой теплообменник, который частично заходит в круглое гнездо 100 конденсатного бака 10. Конденсатный бак 10 расположен под водяной батареей 8. В режиме кондиционирования воздух, проходящий через крыльчатку 6, охлаждается, и часть воздуха может конденсироваться. Конденсатный бак 10 позволяет собирать за счет силы тяжести водяные капли, образующиеся при конденсации.

Под конденсатным баком 10 находится диффузор 16. Этот диффузор выполнен из вспененного полистирола и выступает по отношению к нижней стенке 2а корпуса 2, ограничивая вместе с корпусом 2 периферическую выпускную щель 20. Щель 20 проходит по трем сторонам конвекционного вентилятора 1 между диффузором 16 и нижней стенкой 2а корпуса 2.

Кроме того, диффузор 16 содержит заборную решетку 12, закрепленную на рамке 18, соединенной с нижней стенкой диффузора 16. Прокладка 14 обеспечивает герметичность между деталями 10 и 16 со стороны, не имеющей щели 20.

Как показано на фиг. 2, диффузор 16 выполнен с возможностью распространения воздуха в основном в трех средних направлениях F1, F2 и F3 через щель 20. Средние направления F1, F2 и F3 представляют собой, каждое, направление, которому «в среднем» следует каждая линия воздушного потока вдоль одной из трех сторон щели 20, то есть направление струи, в основном нагнетаемой через эту сторону щели. Таким образом, угол направлений F1, F2 и F3 по отношению к оси Х2 или Y2 равен среднему значению углов, измеренных по отношению к оси Х2 или Y2, направлений линий воздушного потока, проходящего через одну сторону щели. Все три направления F1, F2 и F3 заключены в одной плоскости Р16 нагнетания, которая в основном соответствует поверхности потолка в конфигурации кассеты, установленной в подшивном потолке. Плоскость Р16 параллельна осям Х2 и Y2. Таким образом, конвекционный вентилятор 1 является трехканальной кассетой. Направления F2 и F3 являются параллельными и противоположными друг другу. Они имеют наклон относительно оси Х2. Направление F1 расположено под углом к направлениям F2 и F3.

Кроме того, четырехканальные кассеты отличаются от конвекционного вентилятора 1 только используемой ими долей диффузора. В этом случае говорят об универсальных кассетах.

Как показано на фиг. 3, диффузор 16 в основном имеет форму прямоугольной рамки, содержащей прямоугольный вырез O16 для установки фильтра 176. Фильтр 176 позволяет фильтровать присутствующие в воздухе мелкие частицы или пыль, чтобы избегать забивания конвекционного вентилятора 1 и «бороться» с загрязнением помещения частицами. На фиг. 1 фильтр 176 слегка приподнят для облегчения его осмотра. Фильтр 176 удерживается заборной решеткой 12, с одной стороны, и заплечиком, находящимся во внутреннем контуре нижнего проема конденсатного бака 10. Защелки 177 позволяют удерживать диффузор 16 на месте, когда техник затягивает крепежные винты в резьбовых отверстиях, расположенных в четырех углах диффузора 16.

Диффузор 16 имеет четыре попарно перпендикулярные стороны 160а, 160b, 160с и 160d. Стороны 160а и 160 с распространяют соответственно воздушные струи в направлениях F2 и F3, тогда как сторона 160b распространяет воздушную струю в направлении F1. Сторона 160d является более толстой, чем другие стороны, и на практике ее толщина превышает или равна толщине щели 20, чтобы воздух не мог проходить через сторону 160d. Диффузор 16 содержит поверхность 162, наклонную относительно осей Х2, Y2 и Z6, которая расположена по всей периферии выреза O16. Эта поверхность 162 изогнута и позволяет трансформировать вертикальный воздушный поток в горизонтальный воздушный поток, содержащийся в плоскости Р16 нагнетания, как показано линиями F4 воздушного потока. Диффузор 16 содержит наружный прямоугольный край 161, который является нижним краем щели 20.

Вблизи двух противоположных углов диффузора 16, соответственно углов 16А и 16С, показанных вверху слева и внизу справа на фиг. 3, расположены два отражателя 164. Эти два отражателя 164 расположены на сторонах 160а и 160с и выполнены моноблочно с диффузором 16. Отражатели 164 расположены на выходе поверхности 162 по пути воздушного потока.

В дальнейшем тексте описания будет описан только один отражатель 164, так как оба отражателя 164 являются идентичными.

Как показано на фиг. 4 и 5, отражатель 164 содержит прямолинейную стенку 170 и выпуклую стенку 172, которые проходят между двумя краями 166 и 168. В данном примере край 166 образует заднюю кромку отражателя 164. Выпуклая стенка 172 обращена к наружному краю 161 диффузора 16, а прямолинейная стенка 170 обращена к наклонной поверхности 162. Прямолинейная стенка 170 направляет воздушный поток F4, выходящий вблизи угла 16А или 16С, во время работы конвекционного вентилятора 1.

Выпуклая стенка 172 отражателя 164 содержит прямолинейный участок 171, который ограничивает заднюю кромку 166. Этот прямолинейный участок 171 образует с прямолинейной стенкой 170 угол А, составляющий от 10° до 40°, предпочтительно равный 18°. Кроме того, отражатель 164 имеет длину L, вычисленную как проекция расстояния между задней кромкой 166 и краем 168 на плоскость Р1, продолжающую прямолинейный участок 171 выпуклой стенки 170. На практике, длина L составляет от 30 мм до 100 мм, предпочтительно равна 60 мм. Кроме того, отражатель 164 имеет длину l, вычисленную как расстояние от края 168 до плоскости P1. На практике, длина l составляет от 5 до 85 мм, предпочтительно равна 19,5 мм.

Как показано на фиг. 3, прямолинейный участок 171 отражателей 164 проходит параллельно сторонам 160а и 160с диффузора 16. Отражатели 164 расположены с отступом на расстояние d1 по отношению к наружному краю 161 диффузора 16. Это позволяет ограничить его видимость для внешнего наблюдателя, чтобы сохранить впечатление однородной щели с обеих сторон устройства.

Диффузор 16 содержит закругленные рельефные элементы 163, расположенные вблизи углов 16А, 16В, 16С и 16D. На практике, край 168 каждого отражателя 164 прилегает к смежному закругленному рельефному элементу 163 таким образом, чтобы препятствовать любой утечке воздуха между деталями 163 и 164. Кроме того, каждый отражатель 164 имеет толщину e144, которая превышает или равна толщине щели 20, поэтому отражатель 164 доходит до внутренней стенки 2 или входит с ней в контакт. Таким образом, отсутствует утечка воздуха над отражателем 164 через щель 20, то есть между отражателем 164 и нижней стенкой 2а корпуса 2.

На фиг. 6 в верхней проекции показаны расположенные рядом друг с другом два диффузора 16. Эти диффузоры 16 разделены расстоянием d2, составляющим от 1,2 м до 1,35 м, которое соответствует расстоянию, наблюдаемому на практике между двумя смежными кассетами. Остальная часть кассет не показана для лучшего отображения потоков.

Во время работы окружающий воздух комнаты всасывается через заборную решетку 12 за счет разрежения, создаваемого при вращении крыльчатки 6 вокруг оси Z6. Воздух проходит через заборную решетку 12 и фильтр 176 диффузора 16. Затем воздух выбрасывается центробежной силой через лопасти крыльчатки 6 и проходит через водяную батарею 8. В случае кондиционирования воздух, проходящий через водяную батарею 8, охлаждается и направляется вертикально в сторону диффузора 16 в пространство между внутренними вертикальными стенками корпуса 2 и периферией батареи 8. На практике, всасываемый окружающий воздух смешивается с «чистым» или гигиеничным воздухом, который нагнетается через вентиляционную магистраль в конвекционный вентилятор 1. Расход воздуха, всасываемого внутрь комнаты, составляет несколько сот кубических метров в час, тогда как расход чистого воздуха составляет несколько десятков кубических метров в час. Кроме того, поступление чистого воздуха в конвекционный вентилятор 1 происходит не противотоком с всасываемым воздухом, чтобы не снижать производительность двигателя 4. В данном примере забор чистого воздуха происходит на уровне конденсатного бака 10.

Поверхность наклона 162 диффузора 16 спрямляет воздушный поток, нагнетаемый крыльчаткой 6, то есть трансформирует в основном вертикальную воздушную струю в горизонтальную воздушную струю. Затем воздух выбрасывается через щель 20 конвекционного вентилятора 1 в трех направлениях F1, F2 и F3. Распространение воздуха конвекционным вентилятором 1 вблизи потолка позволяет воспользоваться эффектом Коанда, который выражается в том, что воздушная струя «прилипает» к потолку и радиус действия струи увеличивается.

Основная часть спрямленного воздушного потока F4 в основном распространяется перпендикулярно к стороне корпуса 2, то есть вдоль осей Х2 или Y2. Однако линии воздушного потока, выходящего вблизи отражателей 164, отклоняются. Эти линии воздушного потока следуют вдоль прямолинейной стенки 170 отражателей 164 и направляются в направлении F5, параллельном стенке 170. Направление F5 имеет наклон под углом около 70° относительно оси Х2. Если угол А равен 18°, то направление F5 имеет наклон 72° относительно оси Х2. Таким образом, отходящие от отражателей 164 воздушные потоки наталкиваются на «прямые» воздушные потоки F4 и изменяют их направления. Следовательно, воздушные струи, распространяемые на выходе щели 20 на стороны 160а и 160с и получаемые в результате комбинации «прямых» воздушных потоков, направляемых в направлении стрелок F4, и воздушных потоков, отклоняемых в направлении F5, в среднем направляются в направлении F2 или F3, которое имеет наклон относительно оси Х2.

Таким образом, если два конвекционных вентилятора 1 расположены друг против друга, воздушные струи F3, направляемые конвекционными вентиляторами 1 друг к другу, то есть отходящие от двух находящихся друг против друга краев двух конвекционных вентиляторов и в направлениях F2 и F3, фронтально не сталкиваются. Действительно, эти струи отклоняются в направлениях F2 и F3, которые смещены относительно друг друга и не пересекаются. Взаимодействие между двумя воздушными струями оказывается ограниченным, и они не образуют нисходящего холодного потока.

В не показанной версии отражатели 164 соединены с диффузором 16, в частности, при помощи клея или посредством сварки.

В не показанной версии отражатели 164 установлены на соответствующем диффузоре на четырехканальном конвекционном вентиляторе. В этом случае сторона 160d диффузора 16 тоже распространяет воздух, и отражатель 164 может быть установлен с этой стороны или на противоположной стороне, если напротив стороны 160d находится другая кассета.

Технические характеристики рассмотренных выше вариантов и версий осуществления можно комбинировать для реализации новых вариантов осуществления изобретения.

Реферат

Изобретение относится к конвекционному вентилятору, интегрируемому в подшивной потолок, и к блоку, по меньшей мере, из двух таких конвекционных вентиляторов, расположенных друг против друга в подшивном потолке. Блок, по меньшей мере, из двух конвекционных вентиляторов, принадлежащий к установке кондиционирования воздуха, причем эти конвекционные вентиляторы расположены друг против друга в подшивном потолке, при этом конвекционные вентиляторы расположены так, чтобы во время работы воздушные струи, выходящие от двух расположенных друг против друга краев конвекционных вентиляторов, отклонялись в средних направлениях, смещенных относительно друг друга и не пересекающих друг друга. При этом конвекционный вентилятор, интегрируемый в подшивной потолок, содержит корпус и диффузор, который ограничивает вместе с корпусом нагнетательную щель, выполненную с возможностью распространения воздушных струй, по меньшей мере, в трех средних направлениях, содержащихся в одной плоскости нагнетания, при этом дополнительно содержит, по меньшей мере, один отражатель, установленный на диффузоре и выполненный с возможностью направления, по меньшей мере, одной из нагнетаемых воздушных струй через щель в среднем направлении, имеющем наклон относительно оси, перпендикулярной к стороне корпуса. Это позволяет ограничить взаимодействие воздушных струй со струями, нагнетаемыми расположенным напротив конвекционным вентилятором. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула