Przedmiotem wzoru użytkowego jest wywietrzak hybrydowy przeznaczony do wentylacji hal i pomieszczeń przemysłowych lub bytowych.

Główną charakterystyczną cechą związaną z budową hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest powiązanie cech geometrycznych stacjonarnego wywietrznika grawitacyjnego z cechami geometrycznymi urządzenia wentylacji mechanicznej . W omawianym przypadku urządzeniem wentylacji mechanicznej jest napędzany silnikiem elektrycznym wentylator promieniowy zabudowany w przestrzeni wewnętrznej wywietrznika . Praca wentylatora a przez to wydajność wentylacji może być sterowana przez podanie do układu sterowania silnika sygnału z czujnika np. przepływu , temperatury , wilgotności itp. .

Główną charakterystyczną cechą użytkową hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest możliwośćich pracy, w miejscu zainstalowania, w sposób przemienny tzn. w zależności od stanu urządzenia może ono pracować jako stacjonarny wywietrznik grawitacyjny ( wentylator wyłączony ) lub jako urządzenie wentylacji mechanicznej ( wentylator pracuje ) . Współcześnie urządzenia o opisanych wyżej cechach użytkowych i konstrukcyjnych , noszą nazwę hybrydowych urządzeń wentylacyjnych.

Znane jest hybrydowe urządzenie wentylacyjne w postaci stacjonarnej nasady wentylacyjnej typu VBP ( prod. AERECO – Francja ) posiadającego obudowę w kształcie pionowego walca zakończonego od strony podstawy owierconym kołnierzem służącym do mocowania urządzenia do wylotu instalacji wentylacyjnej , a drugiej strony zakończonego głowicą wylotu powietrza w formie cylindra z siatką ochronną na pobocznicy . Wewnątrz cylindrycznej obudowy w osi pionowej nasady zamontowany jest wentylatorowy układ wirujący, oraz system kierownic .

Wentylatorowy układ wirujący składa się z silnika oraz wirnika o przepływie merydionalnym mocowanym bezpośrednio na czopie wału silnika . Nasada typu VBP ze względu na cechy konstrukcyjne i deklarowaną przez producenta zasadę działania oraz na wskazywane zastosowanie nosi cechy hybrydowego urządzenia wentylacyjnego . Jednak zastosowanie nasady typu VBP ogranicza się do współpracy z przewodami wentylacji kanałowej .

Znane jest hybrydowe urządzenie wentylacyjne w postaci nasady z wirującą głowicą typu TURBOWENT HYBRYDOWY ( prod. DARCO – Polska ) . W normalnych warunkach pracy głowica nasady wiruje pod wpływem naporu wiatru na jej łopatki , przez co wytwarzane jest podciśnienie w króćcu dolotowym . Przy niskich prędkościach wiatru pracę nasady wspomaga silnik elektryczny . W zależności od typorozmiaru nasady może ona pracować jako zakończenie wentylacji kanałowej lub służyć do wentylacji hal i innych pomieszczeń .

Znane jest hybrydowe urządzenie wentylacyjne typu HYBRYDOWA NASADA WENTYLACYJNA oparta na patencie Nr 199358 na wynalazek pt. „ Wentylator dachowy „ ( prod. UNIWERSAL – Katowice ) , zgłoszenie Nr : P-368953 . W tym rozwiązaniu obudowa wentylatora jest jednocześnie obudową wywietrznika stacjonarnego tzn. wszystkie cechy konstrukcyjne są wspólne . Zabudowany w osi urządzenia wentylatorowy układ wirujący zostaje włączony przez układ sterowania po otrzymaniu sygnału z czujnika np. : przepływu, temperatury, wilgotności lub innych realizując zadania wentylacji przy zaniku działania wentylacji naturalnej . Nasada w zależności od wielkości może współpracować z wentylacją kanałową lub znajduje zastosowanie do wentylacji hal lub innych pomieszczeń przemysłowych ,handlowych itp. .

Cechą charakterystyczną wszystkich znanych hybrydowych urządzeń wentylacyjnych jest realizowanie przepływu powietrza poprzez wspólny kanał wentylacyjny którym transportowane jest powietrze gdy urządzenie pracuje jako stacjonarna nasada grawitacyjna (wentylator wyłączony) oraz gdy pracuje jako nasada wentylacji mechanicznej (wentylator pracuje) .

Wywietrzak hybrydowy według wynalazku składa się z wentylatora umieszczonego w osi urządzenia oraz specjalnie wyprofilowanej dwukanałowej obudowy o długości H.

Wywietrzak hybrydowy według wynalazku posiada kołowo-symetryczną obudowę zakończoną od strony podstawy kołnierzem mocującym w kształcie kwadratu . Kołnierz mocujący stanowi element nośny i służy do mocowania z konstrukcją wsporczą wywietrzaka . Z drugiej strony obudowa zakończona jest specjalnie wyprofilowaną głowicą oraz posiada centralnie umieszczony w osi pionowej kołnierz służący do mocowania wentylatora . Obudowa wywietrzaka składa się z dwóch kanałów wentylacyjnych tzn. środkowego, o przekroju kołowym, o średnicy d i długości h, mającego bezpośrednie połączenie z kanałem wlotowym wentylatora oraz z kołowo-symetrycznego kanału bocznego o przekroju pierścieniowym przy czym zewnętrzny płaszcz kanału bocznego posiada wzdłuż osi pionowej specjalne wyprofilowanie . Pierścieniowy kanał boczny, o średnicy wlotu przy podstawie D , w części wylotowej zakończony jest głowicą w kształcie kołowo-symetrycznego, wyprofilowanego konfuzora o średnicy dolotu Dgd, średnicy wylotu Dgw i długości hg.

Wentylator promieniowy posiada specjalnie wyprofilowany kołowo-symetryczny kanał wylotowy o średnicy wewnętrznej Dw oraz średnicy zewnętrznej Dz .

Odległość od płaszczyzny poprzecznej wylotu kołowo-symetrycznego kanału pierścieniowego obudowy wywietrzaka do płaszczyzny w której leży średnica wewnętrzna Dw kanału wylotowego wentylatora oznaczono jako S .

Najkorzystniej gdy cechy geometryczne obudowy wywietrzaka i wentylatora spełniają następujące związki:

Dw = ( 0.8 – 1.2 ) x Dgw
Dz = ( 0.8 – 1.6 ) x Dgd
S = ( 03 – 0.7 ) x hg

Wywietrzak hybrydowy według wynalazku spełnia trzy podstawowe zasady działania wentylacji hybrydowej

– współdziałania wentylacji naturalnej i mechanicznej
– wspomagania mechanicznie wentylacji naturalnej
– działania wentylacji mechanicznej wspomaganej działaniem wyporu cieplnego i działaniem wiatru .

Spełnienie zasad przekłada się na:

a – optymalizację konstrukcji wywietrzaka ( zespolona konstrukcja , optymalne gabaryty i masa ) ,
b – zmniejszenie zużycia energii przez wykorzystanie aeracji
c – optymalny dobór ilości urządzeń wentylacyjnych , zmniejszenie kosztów inwestycyjnych ,

Wywietrzak hybrydowy według wynalazku dzięki zastosowaniu korzystnego zestawienia cech geometrycznych dwukanałowej obudowy wywietrzaka oraz współpracującego wentylatora pozwala na uzyskanie dwóch korzystnych stanów pracy urządzenia wentylacyjnego :

– wywietrzak hybrydowy pracuje jako wywietrzak grawitacyjny ( wentylator wyłączony ) – dwukanałowa
obudowa pozwala na przepływ większej ilości powietrza niż to ma miejsce w znanych jednokanałowych urządzeniach wentylacji hybrydowej ,

– wywietrzak hybrydowy pracuje jako urządzenie wentylacji mechanicznej ( wentylator pracuje) –dwukanałowa obudowa pozwala na przepływ powietrza poprzez:

a – kanał kołowy o średnicy d – ilość powietrza wentylacyjnego jest zgodna z charakterystyką przepływową wentylatora

b – kanał pierścieniowy obudowy zakończonej głowicą o średnicy wylotu Dgw – dodatkowa ilość powietrza wentylacyjnego uzyskana przez aerodynamiczny opływ głowicy obudowy powietrzem wypływającym z kanału wylotowego wentylatora . Sumaryczna wydajność wywietrzaka hybrydowego według wynalazku w tym stanie pracy urządzenia jest większa niż miałoby to miejsce w równoważnym urządzeniu jednokanałowym .

Data publikacji: 2021-09-07