Наиболее выраженный нежелательный эффект «летней простуды» существует в больших офисных помещениях оснащенных одним вводом охлажденного воздуха (от блока сплит-системы или точки ввода охлажденного воздуха от центрального кондиционера).

В результате анализа указанного нежелательного эффекта сформулировано техническое противоречие, отображенное на Рисунке 4.

Рисунок 4. Техническое противоречие в системе кондиционирования воздуха в помещении при одной точке ввода охлажденного воздуха

Определение ГФ дефлектора, который предназначен для частичного снижения нежелательного эффекта (чем больше помещение, тем ниже положительный эффект дефлектора):

Главная функция дефлектора - ограничение прохождения воздушного потока через одни точки пространства помещения и пропуск воздушного потока через другие точки пространства помещения, в соответствии с требуемым направлением подачи охлажденного потока воздуха в заданные точки пространства помещения.

 

Постановка технической задачи:

Техническая система должна обеспечить непрерывное прохождение охлажденного воздуха в заданные точки пространства помещения, удаленные от точки ввода охлажденного воздуха в помещение, без «сквозняков» и избыточного охлаждения функциональных зон помещения, в которых размещаются и функционируют люди.

Для определения путей решения поставленной технической задачи определены следующие ВПР:

1. Поток охлажденного воздуха
2. Потолочная поверхность помещения
3. Припотолочное пространство помещения (под потолком помещения или под фальш-потолком), являющееся частью функционального пространства помещения.
4. Фальш-потолок:
   1.  Конструкционный элемент фальш-потолка (например, потолочная панель): тело и поверхности.
   2. Элементы подвеса фальш-потолка.
5. Межпотолочное пространство(при использовании фальш-потолка, например, подвесных потолочных систем) - пространствомежду потолочной поверхностью помещения и фальш-потолком.
6. Подвесное инженерное оборудование (например, светильники).

По результатам анализа условий технической задачи и ВПР сформулированы следующие ИКР:

ИКР 1 – Воздушный поток охлажденного воздуха сам, не ухудшая своих потребительских свойств, перемещается от точки входа в помещение непосредственно в заданные точки пространства помещения.

ИКР 2 – Ограничивающие поверхности, задающие направление движения охлажденного потока воздуха в заданные точки пространства, находятся пространстве помещения без каких-либо вспомогательных устройств (подвесы, крепления и т.п.) и не препятствуют функционированию людей в помещении.

ИКР 3 – Техническая система А («Фальшпотолок» /«Инженерное оборудование») направляет поток охлажденного воздуха, не ухудшая его потребительских свойств, в заданные точки пространства, полноценно выполняя свою изначальную функцию, и не препятствует функционированию людей в помещении.

Определены зоны пространства, в которых возможна реализация технических решений: межпотолочное и припотолочное пространство. В качестве направлений разработки возможных и допустимых вариантов решений технической задачи выбраны ИКР 1 и ИКР 3.

Для реализации решения в направлении ИКР1 –« …воздушный поток сам… перемещается…» решено использовать эффект «ионного ветра», сопровождающий коронный разряд между рабочими органами ионного вентилятора - коронным и осадительным электродом (см. Рисунок 5), - процесс движенияионизированных молекул газа под действием силы электрического поля, возникающих при развитии коронного разряда, при котором ионизированные молекулы передают свою энергию движения окружающим молекулам газа и создают направленное движение газового потока.

Рисунок 5. Рабочие органы ионного вентилятора (условный вид)

В рамках данного решения охлажденный воздушный поток может «ретранслироваться» в подпотолочном пространстве «бескорпусным ионным воздуховодом», представляющим собой последовательно установленные ионные вентиляторы, которые через себя направляют охлажденный поток воздуха через четко определенные зоны пространства помещения.

Рисунок 6 «Бескорпусной ионный воздуховод»

Частичное смешение «ретранслируемого» охлажденноговоздушного потока на пути его следования с окружающим воздухом помещения позволяет дозированно охлаждать воздух в функциональных зонах перемещения, располагающихся на пути следования охлажденного воздушного потока. Однако, тот же эффект смешения «ретранслируемого» воздушного потока накладывает существенные ограничения на расстояние перемещения охлажденного воздушного потока.

С точки зрения реализации решения в направлении ИКР3, простейшим решением является использование фальш-потолка в качестве дефлектора, в котором в необходимых местах созданы отверстия, например, регулируемые, для стекания охлажденного воздуха в помещение. Также, за счет использования элементов подвеса потолка, например, выполненных в виде перегородок, ограничивающих движение воздуха, могут быть организованы пути прохождения охлажденного воздушного потока аналогичные воздуховодам. Однако, ряд особенностей свободного распространения охлажденного воздуха в межпотолочном пространстве (трубулентность воздушного потока, наличие элементов подвеса потолка, сопротивление воздушному потоку и вызванная им неравномерность давлений вмежпотолочном пространстве и т.п.) в совокупности с задачами обеспечения дифференцированной управляемости воздушными потоками охлажденного воздуха в разных точках помещения, позволяет предположить приемлемую эффективность данного решения лишь для отдельных ситуаций в относительно небольших помещениях.

С точки зрения возможности и эффективности передачи охлажденного воздушного потока на расстояниябо̀льшие,чемобеспечиваемые системами «бескорпусной ионный воздуховод» или «фальш-потолок – дефлектор», целесообразно применение варианта комбинации этих решений. Например, путем создания активного ионного воздуховода на базе перфорированных потолочных панелей типа Armstrong (см.Рисунок 7) или на базе фальш-потолка, выполняющего роль дефлектора (см. Рисунок 8).

Рисунок 7. Активный ионный воздуховод на базе потолочных систем типа Armstrong

Рисунок 8. Активный ионный воздуховод на базе фальш-потолка - дефлектра

Использование управляемых ионных вентиляторов в межпотолочном пространстве, с одной стороны - компенсирующих потери кинетической энергии потока охлажденного воздуха, а с другой стороны – задающих/корректирующих направление движения охлажденного воздуха, позволит эффективно управлять подачей охлажденного воздуха в требуемые точки пространства помещения.

Также, к комбинационному решению будет относиться вариант объединения функций инженерного оборудования, например, светильников или очистителей воздуха, подвешенных в подпотолочное пространство, с функцией ионного вентилятора-«ретранслятора».

По ряду найденных упомянутых и сопутствующих технических решений поданы российская и международная заявки на изобретение.

Следует отметить, что практическое применение в предлагаемом техническом решении ионного вентилятора ведет к возникновению ряда вторичных задач,наиболее критическими из которых являются: обеспечение присутствия озона, выделяемого при создании ионного ветра, в пределах ПДК, обеспечение стабильности рабочих поверхностей коронирующей решетки, разрушаемых в процессе коронного разряда, обеспечение очистки электродов от осевшей на них пыли. На сегодняшний день, в мировой практике уже есть прецеденты успешных решений этих вторичных задач применительно к задаче очистки воздуха посредством «ионного ветра».

Коммерциализация представленных технических решений в чистом виде при существующих конструкциях и способах создания потолочных систем представляется малоперспективной. Однако, применение этих решений вперспективных системах (технологиях создания) потолочных систем, позволит использовать данные решения как элемент дополнительного конкурентного преимущества новых потолочных систем.