Помещение для пребывания и способ регулирования атмосферы помещения
Формула / Реферат
1. Способ регулирования воздуха в первом помещении, при котором воздух помещения непрерывно или в повторяющиеся промежутки времени дополняют азотом или азотсодержащей, бедной диоксидом углерода газовой смесью таким образом, что содержание кислорода в воздухе помещения составляет менее 20,9 об.%, а содержание диоксида углерода в воздухе помещения - менее 1 об.% или предпочтительно 0,65 об.%, причем в помещении одновременно устанавливают, по меньшей мере, небольшое избыточное давление по сравнению с окружающей помещение внешней атмосферой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух помещения подают в циркуляционном режиме.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что вызванный циркуляционным режимом обмен воздуха в помещении для пребывания устанавливают с возможностью создания в помещении для пребывания однородной атмосферы.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержание диоксида углерода в воздухе помещения в циркуляционном режиме изменяют за счет замены части воздуха помещения, бедным диоксидом углерода, воздухом с нормальным содержанием кислорода, причем содержание замененного в циркуляционном режиме воздуха помещения устанавливают так, что концентрация диоксида углерода в воздухе помещения лежит ниже установленных предельных значений до 0,65 об.%.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержание диоксида углерода в циркуляционном воздухе дополнительно понижают химическим путем, например посредством извести.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что подаваемый в циркуляционном режиме воздух помещения обрабатывают посредством регулируемой ионизации таким образом, что воздух помещения с пониженным по сравнению с внешней атмосферой содержанием кислорода и низким содержанием диоксида углерода в течение нескольких циркуляционных циклов сохраняет качество, существенно не отличающееся от качества внешней атмосферы.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнение воздуха помещения осуществляют за счет смешивания воздуха помещения с газовой смесью при избыточном или пониженном давлении.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что смешивание газовой смеси осуществляют в смесительной камере, к которой смешиваемые компоненты газовой смеси подают с избыточным или пониженным давлением в зависимости от желаемой газовой смеси в смесительной камере.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что газовую смесь смешивают из воздуха внешней атмосферы и азота.
10. Способ по п.2, отличающийся тем, что измеряют и устанавливают с регулированием по меньшей мере одно из свойств циркуляционного воздуха, таких как влажность и температура и т.п.
11. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения воздуха посредством сепарационной установки, к которой воздух помещения подают в циркуляционном режиме, и при котором к циркуляционному воздуху примешивают, кроме того, окружающий воздух или азот или азотсодержащую газовую смесь в количестве, соответствующем эквиваленту образующегося при разделении воздуха отводимого воздуха с повышенным содержанием кислорода.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения окружающего воздуха.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что образующуюся при разделении воздуха, обогащенную кислородом газовую смесь с содержанием кислорода более 21 об.% подают ко второму помещению, в результате чего воздух во втором помещении имеет повышенное по сравнению с окружающим воздухом содержание кислорода.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что воздух во втором помещении с повышенным содержанием кислорода обрабатывают по одному из пп.1-10.
15. Помещение для пребывания людей или животных, в частности помещение для занятий спортом, которое заполнено воздухом помещения и выполнено с возможностью поддержания, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшого избыточного давления относительно окружающей помещение для пребывания внешней атмосферы, причем помещение для пребывания соединено через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия с воздушной установкой, которая выполнена с возможностью регулирования воздуха в помещении для пребывания так, что парциальное давление кислорода в нем ниже парциального давления кислорода внешней атмосферы.
16. Помещение для пребывания людей или животных, в частности помещение для занятий спортом, которое заполнено воздухом помещения и выполнено с возможностью поддержания, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшого избыточного давления относительно окружающей помещение для пребывания внешней атмосферы, причем помещение для пребывания соединено через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия с воздушной установкой, которая выполнена с возможностью регулирования воздуха в помещении для пребывания так, что парциальное давление кислорода в нем выше парциального давления кислорода внешней атмосферы.
17. Устройство, соответственно, по меньшей мере с одним помещением для пребывания по пп.15 и 18, соединенных с одной общей воздушной установкой, выполненной с возможностью обработки соответствующего воздуха для каждого из помещений для пребывания по отдельности в циркуляционном режиме по пп.1-14, причем воздушная установка включает в себя воздухоразделительный блок для разделения окружающего воздуха на первую газовую смесь с пониженным по сравнению с окружающим воздухом содержанием кислорода и вторую газовую смесь с повышенным по сравнению с окружающим воздухом содержанием кислорода, и воздушная установка выполнена с возможностью примешивания при необходимости первой газовой смеси к подаваемому в циркуляционном режиме воздуху помещения для пребывания по п.15 и примешивания при необходимости второй газовой смеси к подаваемому в отдельном циркуляционном режиме воздуху помещения для пребывания по п.16.
18. Воздушная установка для помещения для пребывания по п.1, содержащая циркуляционный канал и насос или вентилятор для движения циркуляционного воздуха в циркуляционном канале, отличающаяся тем, что в циркуляционном канале расположена смесительная камера с воздуховпускным и воздуховыпускным трубопроводами для циркуляционного воздуха, а также с впускным трубопроводом для окружающего воздуха из внешней атмосферы и впускным трубопроводом для подачи азота в смесительную камеру.
Текст
006734 Изобретение относится к способу регулирования воздуха в помещении для пребывания, при котором воздух помещения непрерывно или в повторяющиеся промежутки времени дополняют азотом или азотсодержащей, бедной диоксидом углерода газовой смесью таким образом, что содержание кислорода воздуха помещения составляет менее 20,9 об.%. Изобретение относится также к помещению для пребывания людей или животных, в частности, к помещению для занятий спортом, заполненному воздухом помещения, парциальное давление кислорода которого меньше, чем у окружающей помещение для пребывания внешней атмосферы. Изобретение относится, наконец, к воздушной установке для такого помещения для пребывания. Под помещением для пребывания в данном случае понимают помещение, в котором могут пребывать люди или животные. В частности, под помещением для пребывания понимают также помещение для занятий спортом. Помещения для занятий спортом, в которых парциальное давление кислорода меньше по сравнению с окружающей помещение для занятий спортом внешней атмосферой, в принципе, известны. Также известны способы того, как установить в помещении для пребывания такое уменьшенное парциальное давление кислорода. В простейшем случае общее давление воздуха в помещении для пребывания понижают относительно внешней атмосферы. Таким образом, в помещении для пребывания устанавливаются условия давления, аналогичные условиям давления на больших высотах. Для понижения общего давления воздуха в помещении для пребывания помещение должно быть, однако, практически герметично уплотнено. Это очень сложно. В случае помещения для занятий спортом необходимый воздухообмен возможен лишь со значительными затратами. Поэтому, например, в ЕР 0959862 и ЕР 0789546 было предложено понижать в помещении для пребывания не общее давление, а понижать парциальное давление кислорода в помещении за счет повышения парциального давления азота. Оказалось, что предложенные способы связаны с высокими оперативными затратами и дорогостоящей эксплуатацией. Исходя из этого уровня техники, в основе изобретения лежит задача создания способа, а также помещения для пребывания и воздушной установки описанного выше рода, которые обеспечивали бы максимально рентабельную эксплуатацию помещения для пребывания, воздух которого имеет пониженное содержание кислорода. Согласно изобретению, эта задача решается посредством способа описанного выше рода, при котором в помещении для пребывания устанавливают, по меньшей мере, избыточное давление, небольшое по сравнению с окружающей помещение для пребывания внешней атмосферой. Концентрацию диоксида углерода в воздухе помещения устанавливают сначала ниже 0,04 об.%, а затем ниже установленных предельных значений, однако самое большее на 1-0,65 об.%. Установление нужного содержания кислорода в воздухе помещения, а также нужного содержания диоксида углерода осуществляют путем регулярного дополнения воздуха помещения, преимущественно в циркуляционном режиме. В основе изобретения лежит тот факт, что лишь небольшое избыточное давление, например 10-100 гПа, требует лишь весьма умеренно герметизированного помещения и приводит к тому, что оставшиеся неплотности помещения для пребывания вызывают постоянный обмен воздуха в помещении для пребывания за счет того, что воздух помещения выходит через неплотности и заменяется вводимым в воздух помещения, подготовленным окружающим воздухом из внешней атмосферы. Преимущественно воздух помещения подают в циркуляционном режиме и дополняют в циркуляционном режиме азотсодержащей, бедной диоксидом углерода газовой смесью. Вызванный циркуляционным режимом обмен воздуха в помещении для пребывания регулируют преимущественно так, чтобы в нем господствовала однородная атмосфера. Под азотсодержащей, бедной диоксидом углерода газовой смесью понимают газовую смесь, которая по сравнению с внешним или окружающим воздухом имеет более высокое содержание азота. Количественное содержание диоксида углерода в воздухе помещения устанавливают преимущественно за счет того, что в циркуляционном режиме воздуха помещения часть воздуха помещения заменяют бедным диоксидом углерода воздухом из внешней атмосферы. Воздух внешней атмосферы имеет при этом нормальное содержание кислорода. Воздушную составляющую замененного в циркуляционном режиме воздуха помещения устанавливают так, что воздух помещения имеет концентрацию диоксида углерода вначале менее 0,04 об.%, а затем концентрация диоксида углерода остается ниже установленных предельных значений, однако самое большее 1-0,65 об.%. В качестве альтернативы можно понизить содержание диоксида углерода воздуха химическим путем, в частности с помощью специальной извести. Преимущественно подаваемый в циркуляционном режиме воздух помещения обрабатывают посредством регулируемой ионизации таким образом, что воздух помещения с пониженным по сравнению с внешней атмосферой содержанием кислорода и низким содержанием диоксида углерода в течение нескольких циркуляционных циклов сохраняет высокое качество. Посредством регулируемой ионизации снижают, в частности, содержание углеводородов в воздухе помещения. В этом смысле в качестве существенного критерия качества воздуха помещения рассматривают содержание в нем углеводорода и мик-1 006734 робов. Смешивание газовой смеси для дополнения воздуха помещения происходит преимущественно при избыточном или пониженном давлении. Смешивание осуществляют преимущественно в смесительной камере, к которой смешиваемые компоненты газовой смеси подают с избыточным или пониженным давлением в зависимости от нужного состава газовой смеси в смесительной камере. В случае если смешивание газовой смеси происходит при избыточном давлении, компоненты подают к смесительной камере с различным избыточным давлением. В случае если в смесительной камере господствует пониженное давление, компоненты газовой смеси подают к смесительной камере с различным пониженным давлением. Преимущественно компоненты газовой смеси представляют собой, во-первых, воздух из внешней атмосферы, а, во-вторых, азот. Предпочтительным является способ, при котором азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения воздуха посредством сепарационной установки, к которой воздух помещения подают в циркуляционном режиме, и при котором к циркуляционному воздуху примешивают, кроме того, окружающий воздух или азот или азотсодержащую газовую смесь в количестве, соответствующем эквиваленту образующегося при разделении воздуха отработанного воздуха с повышенным содержанием кислорода. Подобный способ позволяет вырабатывать воздух помещения с уменьшенным парциальным давлением кислорода с использованием сепарационной установки. При определении эквивалента образующегося при разделении отработанного воздуха с повышенным содержанием кислорода следует учесть, что отводимый из сепарационной установки объемный поток отработанного воздуха с повышенным содержанием кислорода - это не единственный объемный поток отработанного воздуха. Напротив, необходимо подавать свежий окружающий воздух (объемный поток свежего воздуха), количество которого во много раз превышает отводимый из сепарационной установки объемный поток отработанного воздуха, или обогащенную азотом газовую смесь, так что возникает по меньшей мере один второй объемный поток отработанного воздуха, который следует ответвить от объемного потока циркуляционного воздуха и который вместе с отводимым из сепарационной установки объемным потоком отработанного воздуха и объемным потоком утечек заботится об уравновешенном объемном балансе. Предпочтителен, кроме того, способ, при котором азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения воздуха из окружающего воздуха. Для этого можно использовать упомянутую сепарационную установку. В связи с последним способом возникающую при разделении воздуха обогащенную кислородом газовую смесь с содержанием кислорода более 21 об.% подают ко второму помещению. В этом втором помещении господствует, таким образом, атмосфера с повышенным содержанием кислорода, которая желательна для определенных целей, например терапевтического лечения. Воздух во втором помещении с повышенным содержанием кислорода обрабатывают преимущественно так же, как и воздух в помещении с пониженным содержанием кислорода. Преимущественно измеряют и устанавливают с регулированием по меньшей мере одно из свойств циркуляционного воздуха, такое как влажность, температура и т.п. Согласно изобретению, названная задача решается также посредством помещения для пребывания описанного выше рода, в частности, помещения для занятий спортом, которое выполнено с возможностью поддержания, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшого избыточного давления по сравнению с окружающей помещение для пребывания внешней атмосферой. Помещение для пребывания соединено через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия с воздушной установкой, которая выполнена с возможностью регулирования воздуха в помещении так,чтобы парциальное давление кислорода в этом воздухе было ниже парциального давления кислорода внешней атмосферы. Под помещением для пребывания, которое может поддерживать, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшое избыточное давление по сравнению с окружающей помещение внешней атмосферой, в смысле настоящего изобретения понимают помещение для пребывания, которое во время эксплуатации достаточно герметично, чтобы обеспечивать степень утечек менее 10% и преимущественно ниже 5%. Степенью утечек здесь называется отношение объемного потока утечек к подаваемому к помещению при эксплуатации общему объемному потоку. Выходящий из помещения общий объемный поток включает в себя помимо уже названного объемного потока утечек также объемный поток циркуляционного воздуха. Это та составляющая воздуха помещения, которую целенаправленно отводят из помещения для пребывания, чтобы снова подготовить в циркуляционном режиме. Преимущественно в помещении для пребывания предусмотрены датчики для регистрации концентрации кислорода или парциального давления кислорода, концентрации диоксида углерода или парциального давления углерода, влажности, качества воздуха, озона, а также температуры воздуха. Воздушная установка для решения поставленной выше задачи включает в себя циркуляционный канал, а также по меньшей мере один насос или вентилятор для движения циркуляционного воздуха в циркуляционном канале. Циркуляционный канал через впускные и выпускные отверстия следует соединить с помещением для пребывания описанного выше рода. В циркуляционный канал встроена смеси-2 006734 тельная камера, которая содержит впускной и выпускной трубопроводы для циркуляционного воздуха, а также впускной трубопровод для свежего воздуха из внешней атмосферы и впускной трубопровод для подачи азота к смесительной камере. Существенными свойствами и преимуществами способа, согласно изобретению, и воздушной установки, согласно изобретению, являются следующие:- соответствующей имитированной высоте концентрацией кислорода в тренировочных помещениях и помещениях для пребывания управляют и регулируют ее в соответствии с поставленной задачей до заданных величин с малым допуском близко по времени;- предусмотренные изменения концентрации можно осуществлять быстро по времени и эффективно;- концентрация диоксида углерода в тренировочных помещениях и помещениях для пребывания поддерживается стабильной ниже установленных предельных значений, однако, по меньшей мере, ниже 0,65 об.%;- подаваемое общее количество газовой смеси можно гибко согласовывать с требованиями;- качество воздуха поддерживается постоянным;- гипоксическую атмосферу в помещении создают путем подачи двух компонентов - азота (содержание азота выше 78 об.%, максимум 100 об.%) и свежего воздуха (содержание кислорода 20,9 об.%),который получают отдельно или забирают из внешнего воздуха или также частично самого воздуха помещения и подают с регулированием объемного потока;- азот получают на выбор с помощью промышленной установки для разделения воздуха (разными способами) на месте в произвольном количестве (установка для разделения воздуха с присоединенным буфером) или держат наготове в резервуарах; длину азотопровода между установкой для разделения воздуха и смесительной камерой можно варьировать так, что в зоне гипоксического помещения не возникает дополнительных шумовых нагрузок;- требуемый состав газовой смеси создают перед ее вводом в помещение в расположенной перед ним смесительной камере (фиг. 1);- раздельное получение отдельных компонентов-азота и свежего воздуха, а также их регулируемая подача через клапаны с электронным управлением обеспечивают за счет отключения одного компонента при одновременном увеличении объемного потока другого компонента, либо быстрое возрастание эквивалентной высоты (снижение концентрации кислорода в помещении за счет подачи только азота), либо быстрое уменьшение эквивалентной высоты (увеличение концентрации кислорода за счет подачи только свежего воздуха); промежуток времени для создания желаемой эквивалентной высоты можно сократить за счет этого по сравнению с подачей постоянной газовой смеси в желаемой окончательной концентрации, а затраты на создание эквивалентной высоты также значительно сокращаются. Эквивалентной высотой является высота над уровнем моря, на которой воздух для дыхания имеет приблизительно такое же парциальное давление кислорода, что и в помещении для пребывания;- варьируемая управляемость частичными объемными потоками и за счет этого общим объемным потоком подаваемой гипоксической газовой смеси из смесительной камеры позволяет при увеличении числа лиц в помещении или при повышении интенсивности физической нагрузки сразу же увеличить объемный поток газовой смеси и, тем самым, предотвратить возрастание концентрации диоксида углерода;- микроэлектронное управление и регулирование (например, DDC) позволяют регулировать частичные объемные потоки с возможностью непосредственной компенсации влияния возмущающих воздействий и обеспечения постоянной концентрации кислорода. Потребление кислорода находящимися в помещении пассивными и активными лицами компенсируют соответствующей подачей свежего воздуха. Потерями свежего воздуха в результате выхода из помещения и входа в него управляют за счет уменьшения объемного потока свежего воздуха. По мере возрастания концентрации диоксида углерода в помещении выше установленного предельного значения общий объемный поток автоматически увеличивается за счет увеличения обоих частичных объемных потоков компонентов. Увеличенный объемный поток вызывает усиленный воздухообмен в помещении и за счет этого также снижение концентрации диоксида углерода; объемный поток увеличивают до тех пор, пока концентрация диоксида углерода снова не будет ниже заданных предельных значений; один только предусмотренный воздухообмен (величина объемного потока газовой смеси) еще не гарантирует желаемого качества воздуха. Оно достигается за счет дополнительно установленной в гипоксическом помещении циркуляционной системы и за счет регулируемой ионизации в контуре циркуляционного воздуха. В этой системе, которая направляет находящийся в гипоксическом помещении воздух через специальные фильтры и регулируемый ионизатор и возвращает в помещение, удаляются, в первую очередь, пот и другие вредные вещества (микробы). Воздухообмен за счет поступающей и выходящей газовых смесей служит, главным образом, для снижения концентрации диоксида углерода. Изобретение более подробно поясняется с помощью прилагаемых чертежей. На чертежах изображены:-3 006734 фиг. 1 - помещение для пребывания с подключенной к нему воздушной установкой для создания и регулирования гипербарической гипоксической атмосферы в помещении; фиг. 2 - схема подачи газовой смеси в помещение для пребывания и ее отвода из него; фиг. 3 - помещение для пребывания с подключенной к нему альтернативной воздушной установкой,которая взаимодействует с блоком разделения воздуха для создания азотсодержащей газовой смеси; фиг. 4 - устройство из двух помещений для пребывания, соединенных с воздушной установкой и общим сепарационным блоком таким образом, что одно помещение содержит обедненный кислородом воздух, а другое помещение - обогащенный кислородом воздух; фиг. 5 - в грубом схематичном виде помещение для пребывания с пониженным содержанием кислорода и бассейном; фиг. 6 - гипоксическое помещение для пребывания с катком или снеговой дорожкой, а именно фиг. 6 а - вид сверху на эллиптическую ледяную дорожку, фиг. 6b - сечение туннеля для эллиптической ледяной дорожки. Гипоксическая установка на фиг. 1 включает в себя следующие составные части: помещение для пребывания, называемое далее помещение 1, для пребывания и физической активности людей и/или животных, буферный резервуар 2, смесительную камеру 3, блок 32 обработки влажности воздуха, блок 33 обработки температуры, регулируемый ионизатор 4, фильтр 5 для частиц, первый насос 61, второй насос 62, регулируемые электронным или иным путем проточные клапаны 71-79 (MFC или другие), впускной трубопровод 81 для израсходованного воздуха помещения, впускной трубопровод 82 для азота, первый впускной трубопровод 83 для свежего воздуха, второй впускной трубопровод 84 для свежего воздуха,выпускной трубопровод 88 для использованного воздуха помещения, выпускной трубопровод 89 смесительной камеры, соединительный трубопровод 90, распределитель 91 для свежесмешанного воздуха помещения, приемно-отводную систему 92 для использованного воздуха помещения, второй соединительный трубопровод 93, скруббер 12 для химического устранения диоксида углерода, центральный блок 100 для электронного управления и регулирования (DDC или другие) и датчики 110 кислорода, диоксида углерода, водяного пара, температуры, давления воздуха, качества воздуха и озона. Термины воздух помещения и атмосфера рассматриваются ниже как синонимы и касаются воздуха в помещении 1 и соответствующей воздушной установки. Следует отличать окружающую помещение 1 внешнюю атмосферу, образованную свежим воздухом. Работа гипоксической установки на фиг. 1 протекает следующим образом: Установка служит либо для создания атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода (0,04 об.%) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 и/или для регулирования атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода ( установленного предельного значения) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 при пребывании в нем людей и/или животных с физической активностью или без нее. В качестве пассивного режима обозначено описанное ниже создание атмосферы с пониженным содержанием кислорода. Создание атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода (0,04 об.%) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 происходит в пассивном режиме следующим образом. Открывая клапаны 77, 79, 72, в замкнутое или почти замкнутое помещение 1 вводят азот (в об.%: N278, O220,9, СО 20,04, Н 2O 0) через впускной трубопровод 82 с помощью насоса 61 или за счет собственного давления азота, когда его отбирают из напорного резервуара, соединительный трубопровод 90 и специальные вентиляционные каналы 91, которые обеспечивают равномерное смешивание азота с находящейся в помещении атмосферой. Посредством насоса 62 или с помощью избыточного давления в помещении 1 путем регулируемого открывания клапана 74 при закрытом клапане 75 через специальные вентиляционные каналы 92, обеспечивающие равномерный отсос заново смешанной атмосферы помещения, через выпускной трубопровод 88 в окружающую атмосферу выводят лишь столько атмосферы помещения, чтобы в помещении сохранялось избыточное давление. Этот процесс поддерживают до тех пор, пока в помещении 1 не установится желаемая атмосфера с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедная диоксидом углерода (0,65 об.%). Альтернативное или дополнительное регулирование атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода (установленного предельного значения) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 при пребывании и/или физической активности людей или животных происходит в активном режиме либо в частично замкнутой, либо в замкнутой циркуляционной системе. Прежде всего, следует описать активный режим - регулирование атмосферы - в частично замкнутой циркуляционной системе. Регулирование атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода ( установленного предельного значения, например, 1 или 0,65 об.%) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 при пребывании и/или физической активности людей или животных происходит в активном режиме в частично замкнутой циркуляционной системе следующим образом. Циркуля-4 006734 ционный контур полностью приводят в действие. Клапан 75 открывают, в результате чего отсосанная атмосфера из помещения 1 через фильтр 5 для частиц и регулируемый ионизатор 4, который удаляет из атмосферы все вредные вещества на углеводородной основе, попадает по впускному трубопроводу 81 в смесительную камеру 3. Выборочно на пути воздушного потока может быть установлен скруббер 12,устраняющий из атмосферы диоксид углерода за счет химических связей. В смесительную камеру по впускному трубопроводу 82 направляют азот, а по впускному трубопроводу 83 - окружающий воздух,называемый ниже свежим воздухом, проходящий через фильтр 5 для частиц, в объемном соотношении,соответствующем желаемой пониженной концентрации кислорода в помещении 1. По впускному трубопроводу 84 через фильтр 5 для частиц направляют дополнительное количество свежего воздуха. Это количество свежего воздуха равно потреблению кислорода находящимися в помещении 1 людьми или животными. Оно находится в определенном соотношении с интенсивностью движения находящихся в помещении 1 людей или животных, устанавливается и автоматически регулируется посредством динамики расхода кислорода в помещении 1. При этом содержащееся в свежем воздухе количество кислорода должно быть больше количества израсходованного кислорода. Объем из азота (впускной трубопровод 82) и свежего воздуха (впускные трубопроводы 83,84) соответствует при этом сумме объемного количества использованной атмосферы, которое через выпускной трубопровод 85 было выведено в окружающую атмосферу, и объемному количеству использованной атмосферы, которое через существующие неплотности или из-за нарушений герметичности, например, входа и выхода людей или животных в и из помещения 1, постоянно улетучивается из контура в окружающую атмосферу. Объемное количество,выводимое в окружающую атмосферу или заново создаваемое за счет смешивания азота и свежего воздуха, устанавливается и автоматически регулируется посредством динамики концентрации диоксида углерода и установленной предельной концентрации диоксида углерода в помещении 1 так, что устанавливается равновесие (steady state) или не превышаются установленные предельные значения. Созданную в смесительной камере атмосферу с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода ( установленного предельного значения, например 1 или 0,65 об.%) из подготовленной израсходованной атмосферы и новых количеств азота и свежего воздуха перед тем, как она покинет смесительную камеру 3, кондиционируют так, что в помещении 1 постоянно имеют место желаемые температура и влажность воздуха. Дополнительно в помещении 1 может осуществляться дополнительное кондиционирование атмосферы. Из смесительной камеры подготовленную атмосферу направляют в замкнутое или почти замкнутое помещение через выпускной трубопровод 89 и клапан 72 с помощью насоса 62 или за счет собственного давления подготовленной атмосферы либо через буферный резервуар 2, который может аккумулировать подготовленную атмосферу, либо непосредственно через соединительный трубопровод 90 и специальные вентиляционные каналы 91, которые обеспечивают равномерное смешивание азота с находящейся в помещении атмосферой. За счет регулируемого открывания клапанов 74, 75 посредством насоса 62 или господствующего избыточного давления в помещении через специальные вентиляционные каналы 92, которые обеспечивают равномерное удаление использованной атмосферы помещения, через выпускной трубопровод 88 в окружающую атмосферу выводят столько атмосферы помещения, сколько требуется для соблюдения заданных предельных значений концентрации диоксида углерода в помещении 1 и создания в нем избыточного давления. Использованную атмосферу помещения, уменьшенную на часть объема, выведенную через выпускной трубопровод 88 в окружающую атмосферу, направляют в смесительную камеру через фильтр 5 для частиц и регулируемый ионизатор 4 для повторной обработки. В качестве опции оставшуюся использованную атмосферу можно пропустить через скруббер 12 для дополнительного устранения диоксида углерода. Процесс смешивания в смесительной камере 3 может происходить с небольшим избыточным давлением, большим избыточным давлением или с пониженным давлением. При смешивании атмосферы с пониженным содержанием кислорода( 20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода ( установленного предельного значения, например 1 или 0,65 об.%) при небольшом избыточном давлении компоненты: использованная атмосфера, азот и свежий воздух вводят в смесительную камеру с давлением, лежащим выше давления атмосферы в помещении 1,и давление заново созданной атмосферы понижают через клапан 79 и подводящие трубопроводы 90, 91 так, что господствующее в помещении 1 давление остается постоянным. При смешивании с пониженным давлением атмосферу с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедную диоксидом углерода( установленного предельного значения, например 1 или 0,65 об.%) создают периодически и непрерывно направляют в помещение 1 через буфер. Насос 61 отбирает из смесительной камеры через клапан 79 созданную атмосферу, в то время как клапаны 75-78 закрыты. За счет последующего регулируемого открывания этих клапанов компоненты: использованная атмосфера, азот и свежий воздух с разницей по времени и количеству вводят с регулированием в смесительную камеру и перерабатывают в новую атмосферу. С закрыванием клапанов 75-78 этот процесс повторяется. Насос 61 гонит созданную атмосферу в буферный резервуар, через который посредством специальных вентиляционных каналов 91 происходит регулируемая непрерывная отдача этой созданной атмосферы. При смешивании с большим избыточным давлением атмосферу с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедную диоксидом углерода( установленного предельного значения, например 1 или 0,65 об.%) создают периодически и непрерыв-5 006734 но направляют в помещение 1 через буфер. Компоненты: израсходованная атмосфера, азот и свежий воздух с разницей по времени и количеству вводят через впускные трубопроводы 81-84 с большим избыточным давлением в смесительную камеру, в то время как клапан 79 закрыт. После закрывания клапанов 75-78 открывают клапан 79. С закрыванием клапана 79 этот процесс повторяется. Насос 61 гонит созданную атмосферу в буферный резервуар, через который посредством специальных вентиляционных каналов 91 происходит регулируемая непрерывная отдача этой созданной атмосферы. Вид смешивания - с небольшим избыточным давлением, большим избыточным давлением или с пониженным давлением влияет на качество созданной атмосферы и определяется в зависимости от желаемого состава атмосферы в помещении 1, требуемого объемного потока и имеющихся возмущающих воздействий. Теперь следует описать активный режим для замкнутой циркуляционной системы. Регулирование атмосферы с пониженным содержанием кислорода (20,9 об.%) и бедной диоксидом углерода ( установленного предельного значения, например, 1 или 0,65 об.%) в замкнутом или почти замкнутом помещении 1 во время пребывания и/или физической активности людей или животных происходит в активном режиме в замкнутой циркуляционной системе следующим образом. Циркуляционный контур полностью приводят в действие с помощью насосов 61, 62. Клапан 74 закрывают, а клапан 75 открывают, в результате чего отсосанная атмосфера из помещения 1 через фильтр 5 для частиц и регулируемый ионизатор 4, который удаляет из атмосферы все вредные вещества на углеводородной основе, попадает обратно в помещение 1 через впускной трубопровод 81 в смесительную камеру 3, соединительный трубопровод 90 и специальные вентиляционные каналы 91. Выборочно на пути воздушного потока может быть установлен скруббер 12, устраняющий из атмосферы диоксид углерода за счет химических связей. Замкнутую систему можно эксплуатировать до тех пор, пока предельные значения концентрации диоксида углерода не превышены, а концентрация кислорода не выходит за пределы нормы. Эти условия существуют у очень больших пространственных объемов. По достижении предельных значений атмосферу можно полностью заменить или способ перестраивают на эксплуатацию частично замкнутой циркуляционной системы. Во всех режимах всеми компонентами аппаратного обеспечения управляют с помощью центрального микроэлектронного блока управления в виде DDC-установки, а с помощью датчиков концентрации кислорода, диоксида углерода, водяного пара, вредных веществ и объемных потоков израсходованную атмосферу, азот, свежий воздух и созданную атмосферу, а также температуру в помещении 1 регулируют до желаемых заданных значений. На фиг. 2 изображена приточно-вытяжная вентиляция помещения 1. Ссылочными позициями обозначены: 1 - подводящий трубопровод для газовой смеси с переменным объемным потоком и направленными наискось вперед выходными отверстиями; 2 - близкий к полу отсос циркуляционной системы; 3 - установка для устранения вредных веществ в циркуляционной системе; 4 - выходные отверстия для очищенной и обогащенной диоксидом углерода газовой смеси; 5 - отсасывающий трубопровод регулируемого переменного сечения; 6 - помещение для тренировок или пребывания в условиях гипоксии. Для подвода и отвода газовой смеси предусмотрен принудительный режим. Количество газовой смеси, варьируемое в соответствии с требованиями, вдувают с небольшим избыточным давлением с потолка наискось вниз (фиг. 2). После его прохождения мимо тренирующихся людей его всасывают с помощью близкой к полу циркуляционной системы, очищающей возникшую смешанную атмосферу от вредных веществ, и с передних и боковых стенок снова вдувают в помещение для дальнейшего использования так, что возникает направленное назад движение воздуха. На задней стороне помещения то же количество воздуха активно отсасывают с легким разрежением, соответствующим избыточному давлению при вдувании. Волнообразное движение воздуха через помещение обеспечивает лучшее удаление загрязненной диоксидом углерода газовой смеси, чем при диффузном выходе через заданные по-разному отверстия. Гибко приспосабливающиеся к поступающему количеству газовой смеси отсасывающие отверстия (сечение) для использованной газовой смеси обеспечивают непрерывный режим с разным и переменным числом людей. Изображенное на фиг. 3 устройство из помещения 300 для пребывания и воздушной установки 310 отличается, прежде всего, в отношении воздушной установки 310 от изображенной на фиг. 1. Общими составными частями являются воздухоподвод 312 и воздухоотсос 314 в помещении 300. Отводимый из помещения 300 воздух помещения через насос 316, ионизатор 318, фильтр 320, скруббер 322, смесительную камеру 330 и второй насос 332 в циркуляционном режиме снова подают к воздухоподводу 312 в помещении 300. В этом отношении, а также в отношении более подробно не показанных здесь клапанов и т.д. циркуляционная установка на фиг. 3 не отличается от установки на фиг. 1. Общность существует также в отношении того факта, что к смесительной камере 330 подводят свежий воздух и азотсодержащую газовую смесь или азот. То же относится к буферному резервуару 334 для возможного выравнивания давления. Все клапаны соединены с изображенной на фиг. 1 DDC-системой управления и регулиро-6 006734 вания, которая, кроме того, соединена с датчиками в помещении 300. Изображенное на фиг. 3 устройство из помещения 300 для пребывания и циркуляционной установки 310 отличается, однако, от изображенного на фиг. 1 устройства, в основном, тем, что для получения азота или азотсодержащей газовой смеси, подаваемой к смесительной камере 330, предусмотрен воздушный сепарационный блок 340. Этот воздушный сепарационный блок 340 с входной стороны соединен трубопроводом 342 с помещением 300 таким образом, что сепарационный блок 340 принимает воздух из помещения 300, сепарирует этот воздух на составляющую, обогащенную азотом, и составляющую, обогащенную кислородом и диоксидом углерода, и подает обогащенную азотом газовую составляющую к смесительной камере 330. Полученная воздушным сепарационным блоком 340, обогащенная азотом газовая составляющая может представлять собой при этом также приблизительно чистый азот,полученный за счет сепарации воздуха помещения 300. Обогащенную азотом газовую составляющую,подаваемую к смесительной камере 330 со стороны воздушного сепарационного блока 340, смешивают в смесительной камере 330 со свежим воздухом так же, как и в воздушной установке на фиг. 1. То, что подаваемый к воздушному сепарационному блоку 340 воздух является воздухом из помещения 300, имеет то преимущество, что этот воздух помещения уже имеет повышенную азотную составляющую и что, кроме того, при сепарировании воздуха в воздушном сепарационном блоке 340, по меньшей мере, часть отводимого из воздуха помещения 300 диоксида углерода отделяют и выводят наружу. Изображенное на фиг. 4 устройство из двух помещений для пребывания, а именно первого помещения 400 с воздухом с пониженным содержанием кислорода и второго помещения 410 с обогащенным кислородом воздухом, во многих деталях в отношении приданной соответствующему помещению 400 или 410 циркуляционной установки может соответствовать изображенному на фиг. 3 устройству. Существенной составной частью циркуляционного контура 402 для помещения 400 и второго циркуляционного контура 412 для помещения 410 является соответствующая смесительная камера 404 или 414. Обе смесительные камеры 404, 414 питаются из одного воздушного сепарационного блока 420. Этот воздушный сепарационный блок 420 с входной стороны не присоединен к одному из помещений, а снабжается свежим воздухом (впускной трубопровод 422). Образующуюся при сепарации воздуха обогащенную азотом газовую смесь по трубопроводу 424 подают к смесительной камере 404 для первого помещения 400 с воздухом с пониженным содержанием кислорода. Также образующуюся при сепарации воздуха обогащенную кислородом газовую смесь по трубопроводу 426 подают ко второй смесительной камере 414 для циркуляционного контура 412 второго помещения 410 с обогащенным кислородом воздухом. Выполнение воздушной установки для первого помещения 400 с воздухом с пониженным содержанием кислорода может при этом точно соответствовать установке, изображенной на фиг. 1 и 3. Что касается воздушной установки для второго помещения 410 с обогащенным кислородом воздухом, то в отношении смесительной камеры 414 возникает отличие, состоящее в том, что в смесительной камере вместо единственного впускного трубопровода для обогащенной кислородом газовой смеси, который соответствовал бы впускному трубопроводу для обогащенной азотом газовой смеси, предусмотрен еще дополнительный впускной трубопровод 428 для кислорода или обогащенной кислородом газовой смеси. На фиг. 5 изображен особый вариант помещения 500 для пребывания с атмосферой с пониженным содержанием кислорода или обогащенной кислородом. Особенность помещения 500 состоит в том, что оно содержит погруженную в бассейн 502 перегородку 504, которая заканчивается ниже уровня 506 воды и обеспечивает то, что бассейн простирается также вне помещения 500, например в соседнем помещении или под открытым небом. Достаточная герметизация помещения 500 от окружающего пространства достигается за счет бассейна 502 и погруженной в бассейн 502 перегородки 504. Это позволяет пловцам попадать в помещение и выходить из него через бассейн. Как уже было сказано в отношении помещений для пребывания на фиг. 1 и 3, предусмотрены подводящий трубопровод 508 для подачи воздуха помещения, обогащенного кислородом или с пониженным содержанием кислорода, и отводящий трубопровод 510 для удаления воздуха помещения. Входной шлюз 512 обеспечивает сухой доступ в помещение 500 без большого воздухообмена между воздухом в помещении 500 и окружающим воздухом. На фиг. 6 изображено, наконец, помещение 600 для пребывания с катком или снеговой дорожкой 602. Ледяная или снеговая дорожка 602 лишь в качестве примера изображена в виде эллиптической дорожки, над которой помещение 600 с воздухом с пониженным содержанием кислорода или обогащенным кислородом ограничено соответствующими стенами 604 и потолком 606. Особым признаком помещения 600 является то, что подача газовой смеси с пониженным содержанием кислорода или обогащенной кислородом происходит вблизи пола близко к ледяной или снеговой дорожке 602 через проходящие вдоль нее подводящие трубопроводы 610. Подаваемую по подводящим трубопроводам 610 газовую смесь можно при этом охладить и, тем самым, поддерживать предпочтительным образом ледяную или снеговую дорожку. Отвод газовой смеси происходит преимущественно через отводящий трубопровод 612, проходящий в зоне потолка 606 помещения 600 вдоль ледяной или снеговой дорожки 602.-7 006734 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ регулирования воздуха в первом помещении, при котором воздух помещения непрерывно или в повторяющиеся промежутки времени дополняют азотом или азотсодержащей, бедной диоксидом углерода газовой смесью таким образом, что содержание кислорода в воздухе помещения составляет менее 20,9 об.%, а содержание диоксида углерода в воздухе помещения - менее 1 об.% или предпочтительно 0,65 об.%, причем в помещении одновременно устанавливают, по меньшей мере, небольшое избыточное давление по сравнению с окружающей помещение внешней атмосферой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух помещения подают в циркуляционном режиме. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что вызванный циркуляционным режимом обмен воздуха в помещении для пребывания устанавливают с возможностью создания в помещении для пребывания однородной атмосферы. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержание диоксида углерода в воздухе помещения в циркуляционном режиме изменяют за счет замены части воздуха помещения, бедным диоксидом углерода, воздухом с нормальным содержанием кислорода, причем содержание замененного в циркуляционном режиме воздуха помещения устанавливают так, что концентрация диоксида углерода в воздухе помещения лежит ниже установленных предельных значений до 0,65 об.%. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержание диоксида углерода в циркуляционном воздухе дополнительно понижают химическим путем, например посредством извести. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что подаваемый в циркуляционном режиме воздух помещения обрабатывают посредством регулируемой ионизации таким образом, что воздух помещения с пониженным по сравнению с внешней атмосферой содержанием кислорода и низким содержанием диоксида углерода в течение нескольких циркуляционных циклов сохраняет качество, существенно не отличающееся от качества внешней атмосферы. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнение воздуха помещения осуществляют за счет смешивания воздуха помещения с газовой смесью при избыточном или пониженном давлении. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что смешивание газовой смеси осуществляют в смесительной камере, к которой смешиваемые компоненты газовой смеси подают с избыточным или пониженным давлением в зависимости от желаемой газовой смеси в смесительной камере. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что газовую смесь смешивают из воздуха внешней атмосферы и азота. 10. Способ по п.2, отличающийся тем, что измеряют и устанавливают с регулированием по меньшей мере одно из свойств циркуляционного воздуха, таких как влажность и температура и т.п. 11. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения воздуха посредством сепарационной установки, к которой воздух помещения подают в циркуляционном режиме, и при котором к циркуляционному воздуху примешивают, кроме того, окружающий воздух или азот или азотсодержащую газовую смесь в количестве, соответствующем эквиваленту образующегося при разделении воздуха отводимого воздуха с повышенным содержанием кислорода. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотсодержащую газовую смесь получают путем разделения окружающего воздуха. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что образующуюся при разделении воздуха, обогащенную кислородом газовую смесь с содержанием кислорода более 21 об.% подают ко второму помещению, в результате чего воздух во втором помещении имеет повышенное по сравнению с окружающим воздухом содержание кислорода. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что воздух во втором помещении с повышенным содержанием кислорода обрабатывают по одному из пп.1-10. 15. Помещение для пребывания людей или животных, в частности помещение для занятий спортом,которое заполнено воздухом помещения и выполнено с возможностью поддержания, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшого избыточного давления относительно окружающей помещение для пребывания внешней атмосферы, причем помещение для пребывания соединено через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия с воздушной установкой, которая выполнена с возможностью регулирования воздуха в помещении для пребывания так, что парциальное давление кислорода в нем ниже парциального давления кислорода внешней атмосферы. 16. Помещение для пребывания людей или животных, в частности помещение для занятий спортом,которое заполнено воздухом помещения и выполнено с возможностью поддержания, по меньшей мере, в течение короткого промежутка времени, по меньшей мере, небольшого избыточного давления относительно окружающей помещение для пребывания внешней атмосферы, причем помещение для пребывания соединено через воздуховпускное и воздуховыпускное отверстия с воздушной установкой, которая выполнена с возможностью регулирования воздуха в помещении для пребывания так, что парциальное давление кислорода в нем выше парциального давления кислорода внешней атмосферы. 17. Устройство, соответственно, по меньшей мере с одним помещением для пребывания по пп.15 и-8 006734 18, соединенных с одной общей воздушной установкой, выполненной с возможностью обработки соответствующего воздуха для каждого из помещений для пребывания по отдельности в циркуляционном режиме по пп.1-14, причем воздушная установка включает в себя воздухоразделительный блок для разделения окружающего воздуха на первую газовую смесь с пониженным по сравнению с окружающим воздухом содержанием кислорода и вторую газовую смесь с повышенным по сравнению с окружающим воздухом содержанием кислорода, и воздушная установка выполнена с возможностью примешивания при необходимости первой газовой смеси к подаваемому в циркуляционном режиме воздуху помещения для пребывания по п.15 и примешивания при необходимости второй газовой смеси к подаваемому в отдельном циркуляционном режиме воздуху помещения для пребывания по п.16. 18. Воздушная установка для помещения для пребывания по п.1, содержащая циркуляционный канал и насос или вентилятор для движения циркуляционного воздуха в циркуляционном канале, отличающаяся тем, что в циркуляционном канале расположена смесительная камера с воздуховпускным и воздуховыпускным трубопроводами для циркуляционного воздуха, а также с впускным трубопроводом для окружающего воздуха из внешней атмосферы и впускным трубопроводом для подачи азота в смесительную камеру.
МПК / Метки
МПК: A61G 10/02, F24F 11/00
Метки: регулирования, способ, помещение, пребывания, атмосферы, помещения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-6734-pomeshhenie-dlya-prebyvaniya-i-sposob-regulirovaniya-atmosfery-pomeshheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Помещение для пребывания и способ регулирования атмосферы помещения</a>
Предыдущий патент: Светильник взрывозащищенный
Следующий патент: Выдвижной ящик, комбинация шкафа с выдвижными ящиками и выдвижного ящика, а также самолет или поезд, имеющие такую комбинацию
Случайный патент: Конфета-игрушка.