устройство управления воздушно-тепловой завесой

Формула изобретения

Устройство управления воздушно-тепловой завесой, содержащее микропроцессорный управляющий контроллер, к которому подключены датчики состояния механизмов открытия ворот/дверей проема, датчики температуры воздуха внутри и снаружи помещения, блоки управления температурой и скоростью подачи воздуха завесой, блок управления механизмом поворота жалюзи завесы, пульт ручного управления режимами работы завесы, отличающееся тем, что в него дополнительно введены несколько (минимум три) механизмов поворота жалюзи, а сами жалюзи выполнены из отдельных пластинок, связанных между собой упругими элементами, коэффициенты упругости которых изменяются нелинейно по высоте проема, механизмы поворота подключены к модулю блоков управления, к другим выходам которого подключены регулятор подачи воздуха в завесу и регулятор температуры подаваемого воздуха, входы модуля управления подключены к микропроцессорному управляющему контроллеру, к которому подключены также через блок формирования данных модуль датчиков состояния механизмов открытия ворот/дверей проема, в состав которого дополнительно введены датчики степени заполнения проема, модуль датчиков температуры воздуха внутри помещения, в состав которого дополнительно введены датчики температур поверхностей оборудования, модуль датчиков температуры снаружи помещения, в состав которого дополнительно введены датчики скорости и направления ветра, а также модуль ручного управления, содержащий пульт корректировки и ручного управления режимом работы завесы и монитор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для создания благоприятных санитарно-гигиенических условий как в помещении в целом, так и на отдельных рабочих местах.

Известна завеса (1), предназначенная для исключения прорыва холодного воздуха в производственное помещение через транспортные проемы, содержащая тамбур, воздушные стояки в проеме тамбура и в воротах здания, вентилятор с калорифером внутренней завесы и вентилятор наружной завесы, при этом воздух в стояки наружной завесы подается наружным вентилятором общеобменной вытяжной вентиляции из производственного помещения, стояки расположены на входе в тамбур, тамбур выполнен стационарным или подвижным в виде шлюза с двойными эластичными стенками, а перемещение наружных стояков в этом случае осуществляется по направляющим, например рельсам, по мере наполнения двойных эластичных стенок воздухом.

Недостатком для данного устройства является низкая эксплуатационная надежность, сложность, а порой и конструктивно обусловленная невозможность монтажа в уже функционирующих производственных помещениях.

Известна также завеса (2), модификация HDWV которой предусматривает вертикальное размещение завесы в колонну и содержит выпускную насадку, перекрывающую всю ширину дверного проема (при вертикальном размещении завесы в колонну выпускная насадка перекрывает весь проем по высоте) и имеющую регулируемый угол наклона насадки, для повышения эффективности защиты, а также датчик открытия ворот HDGL, подключенный к одному или двум регуляторам HDR4 для задания двух скоростных режимов прокачки воздушного потока завесой при открывании и закрывании двери. Наивысшая эффективность достигается, когда воздушный поток рассеивается от стены/дверного ограждения с противоположной от завесы стороны дверного проема.

Недостатком данного устройства является наличие только ручного режима задания основных параметров - температуры, скорости и направления воздушного потока, создаваемого завесой, что существенно снижает эффективность ее применения.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство (3), содержащее микропроцессорный управляющий контроллер, к которому подключены датчики температуры наружного и приточного воздуха, датчики состояния механизмов открытия ворот/дверей проема, регулятор температуры нагревательных элементов (калорифера), пульт управления для перевода в ручной режим работы. Устройство обеспечивает поддержание заданной температуры приточного воздуха и температуры в помещении в автоматическом режиме. Оно и взято за прототип.

Недостатком данного устройства является то, что не учитывается скорость и направление наружного воздуха, степень перекрытия проема транспортными средствами, а соответственно параметры воздушного потока завесы не являются оптимальными.

Техническим результатом заявленного изобретения является автоматическое регулирование параметров струи завесы - угла и скорости выпуска воздуха по высоте проема в зависимости от величины контролируемых параметров - температуры воздуха снаружи и внутри помещения, скорости и направления ветра, степени перекрытия проема транспортными средствами, для обеспечение санитарно-гигиенических норм в производственных помещениях при минимальных затратах на отопление.

Технический результат достигается за счет того, что в состав известного устройства, содержащего микропроцессорный управляющий контроллер, к которому подключены датчики состояния механизмов открытия ворот/дверей проема, датчики температуры воздуха внутри и снаружи помещения, блоки управления температурой и скоростью подачи воздуха завесой, блок управления механизмом поворота жалюзи завесы, пульт ручного управления режимами работы завесы, введены несколько (минимум три) механизмов поворота жалюзи, а сами жалюзи выполнены из отдельных пластин, связанных между собой упругими элементами, коэффициенты упругости которых изменяются нелинейно по высоте проема, механизмы поворота подключены к модулю блоков управления, к другим выходам которого подключены регулятор подачи воздуха в завесу и регулятор температуры подаваемого воздуха, входы модуля управления подключены к микропроцессорному управляющему контроллеру, к которому подключены также через блок формирования данных модуль датчиков состояния оборудования (в том числе открытия ворот/дверей проема), в состав которого дополнительно введены датчики степени заполнения проема, модуль датчиков температуры воздуха внутри помещения, в состав которого дополнительно введены датчики температур поверхностей оборудования, модуль датчиков температуры снаружи помещения, в состав которого дополнительно введены датчики скорости и направления ветра, а также модуль ручного управления, содержащий пульт корректировки и ручного управления режимом работы завесы и монитор.

Сущностью изобретения является то, что за счет изменения угла и скорости выпуска воздуха струя завесы имеет переменные параметры по высоте проема ворот, что обеспечивает более эффективную защиту помещения от прорыва наружного воздуха, дополнительный эффект дает автоматическая оптимизация указанных параметров завесы, реализуемая на базе микропроцессорного управляющего контроллера с учетом фактического заполнения проема.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена блок-схема управляемой завесы.

Устройство содержит модуль 1 датчиков состояния механизмов, в состав которого входят датчики 1.1 открытия ворот/дверей проема и датчики 1.2 степени заполнения проема, которые через модуль 2 формирования данных связаны с микропроцессорным управляющим контроллером 3, через модуль 2 формирования данных с микропроцессорным управляющим контроллером 3 связан также модуль 4 датчиков температуры воздуха внутри помещения, включающий в себя датчики 4.1 температур воздуха и датчики 4.2 температур поверхностей оборудования 4.2. К модулю 2 формирования данных подключен также модуль 5 датчиков температуры снаружи помещения, в состав которого входят датчики 5.1 температуры, датчики 5.2 скорости и датчики 5.3 направления ветра, а также к модулю 2 формирования данных подключен модуль 6 ручного управления, содержащий монитор 6.1 и пульт 6.2 корректировки и ручного управления режимом работы завесы.

К микропроцессорному управляющему контроллеру 3 подключен также через модуль 2 формирования данных модуль 7 управления, содержащий блок 7.1 управления механизмами 8 поворота жалюзи 9, блок 7.2 управления регулятором 10 подачи воздуха в завесу и блок 7.3 управления регулятором 11 температуры подаваемого воздуха.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Включение воздушно-тепловой завесы происходит по сигналам от датчиков модуля 1, а именно от датчика 1.1 открытия ворот/дверей проема. До этого времени прохождение сигналов от датчика 1.2 степени заполнения проема блокировано соответствующими сигналами от датчика 1.1 открытия ворот/дверей проема. Соответствующая информация от датчиков модуля 1 через модуль 2 формирования данных поступает на микропроцессорный управляющий контроллер 3, на другие входы которого также 1 через модуль 2 формирования данных поступает информация от модуля 4 датчиков температуры воздуха внутри помещения. На основании информации от датчиков 4.1 температуры воздуха, размещенных в контрольных точках, и датчиков 4.2 температуры контролируемых поверхностей оборудования 4.2, а также на основании информации от модуля 5 датчиков температуры снаружи помещения, в состав которого входят датчики 5.1 температуры, датчики 5.2 скорости и датчики 5.3 направления ветра, в микропроцессорном управляющем контроллере 3 формируется предварительная информация, содержащая данные о параметрах завесы, которые будут оптимальны для текущей ситуации (алгоритмы расчетов оптимальных параметров достаточно подробно рассмотрены в технической литературе 4, 5, 6 и других источниках).

Таким образом, к моменту начала открытия ворот/дверей проема параметры воздушно-тепловой завесы уже подсчитаны. На модуль 6 ручного управления, содержащий монитор 6.1 и пульт 6.2 корректировки и ручного управления режимом работы завесы, поступает информация о прогнозируемых параметрах воздушно-тепловой завесы и запрос о прогнозируемом времени открытия ворот/дверей. Это позволит свести к минимуму затраты на нагрев теплоносителя.

До открытия ворот/дверей проема микропроцессорный управляющий контроллер 3 через модуль 7 управления производит тестовый опрос исправного состояния блока 7.1 управления механизмами поворота жалюзи, блока 7.2 управления регулятором подачи воздуха в завесу, блока 7.3 управления регулятором температуры подаваемого воздуха и управляемых ими: механизмов 8 поворота жалюзи 9, регулятора 10 подачи воздуха в завесу и регулятора 11 температуры подаваемого воздуха.

С момента начала открытия ворот/дверей проема происходит включение воздушно-тепловой завесы по сигналам от датчика 1.1 открытия ворот/дверей проема модуля 1. Степень фактического на текущий момент времени перекрытия проема входящими/выходящими транспортными средствами контролируется датчиком 1.2 степени заполнения проема, информация от которого через модуль 2 формирования данных поступает на микропроцессорный управляющий контроллер 3. Формирование управляющей информации в микропроцессорном управляющем контроллере 3 происходит так же, как это описано выше (по аналогии с формированием предварительной информации), однако эта информация в большей мере носит динамический характер, в частности, в отношении учета текущего изменения температуры в контрольных точках внутри помещения.

Управляющая информация с выходов микропроцессорного управляющего контроллера 3 поступает на модуль 7 управления и далее посредством блока 7.1 управления механизмами поворота жалюзи и связанных с ним механизмов 8 поворота жалюзи 9 приводит к изменению первоначального (исходного) состояния жалюзи 9, в свою очередь блок 7.2 управления регулятором 10 подачи воздуха в завесу обеспечивает необходимую скорость выпуска нагретого воздуха из щели завесы, форма которой задается жалюзи 9. В это же время блок 7.3 управления посредством регулятора 11 температуры обеспечит необходимую температуру подаваемого воздуха.

В результате перечисленных действий в пространстве проема будет сформирована воздушно-тепловая завеса, параметры которой изменяются нелинейно по высоте проема. Механизмы 8 поворота жалюзи 9, выполненных из отдельных пластинок и связанных между собой упругими элементами, коэффициенты упругости которых изменяются нелинейно, обеспечивают достаточное для практики совпадение расчетных и реальных параметров завесы. В итоге это обеспечивает минимум эксплуатационных расходов на функционирование воздушно-тепловых завес при соблюдении заданных требований к параметрам микроклимата конкретных производственных помещений.

Тем не менее в устройстве предусмотрены как режимы коррекции расчетных параметров, выводимых от микропроцессорного управляющего контроллера 3 на монитор монитор 6.1 модуля 6 ручного управления, так и режимы полностью ручного управления режимом работы завесы посредством пульта 6.2 корректировки и ручного управления режимом работы завесы.

Литература

1. П.И.Килин, М.И.Грачев. Двойная воздушная завеса. Патент №96111509, кл. F24F 009/00.

2. Воздушно-тепловые завесы фирмы Pyrox Screen Master HDWV, опубл. на сайте интернета www.mirrabela.ru/12/53/11622.html.

3. Система управления для приточной камеры с водяным обогревом и регулирующим водяным вентилем (САУ-I), опубл. на сайте интернета http://www.innovent.da.ru; E-Mail: avinn@cityline.ru (прототип).

4. Справочник проектировщика: Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1 / В.Н.Богословский, А.И.Пирумов, В.Н.Посохин и др. Под ред. Павлова Н.Н. и Шиллера Ю.И. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1992.

5. М.В.Никулин. Повышение энергетической экономичности воздушных завес путем оптимизации расчетных параметров. // Научные исследования в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Сб. науч. тр. М.: ЦНИИПромзданий, 1989.

6. Стронгин А.С., Никулин М. В. Новый подход к расчету воздушно-тепловых завес. // Строительство и архитектура. Изв. ВУЗов. 1991. №1.