СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 1994 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха, к системам кондиционирования воздуха.

Известна система кондиционирования воздуха помещения, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, сообщенный с приточным воздухом и включающий теплообменник, оросительную камеру с поддоном, местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении, внешний источник тепла, систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами теплой и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины и водоохладителя контура конденсатора. Теплообменник центрального кондиционера соединен с источником теплоснабжения, а камера орошения и теплообменник-охладитель местного кондиционера посредством подающего и обратного трубопроводов - с баками-аккумуляторами контура испарителя холодильной машины. Водоохладитель контура конденсатора холодильной машины соединен исключительно с конденсатором холодильной машины.

Характер тепловлажностной обработки наружного воздуха, подаваемого в кондиционируемое помещение этой системой, зависит от значения его теплосодержания. В период года, когда теплосодержание наружного воздуха меньше теплосодержания расчетных параметров приточного воздуха (зимний режим), его тепловлажностная обработка осуществляется в теплообменнике центрального кондиционера до теплосодержания расчетных параметров приточного воздуха и последующим адиабатическим увлажнением в камере орошения водой, подаваемой насосом из поддона этой камеры по рециркуляционной схеме. Когда теплосодержание наружного и приточного воздуха соответствует (переходной режим), то производится его адиабатическое увлажнение. В период, когда теплосодержание наружного воздуха превышает теплосодержание приточного (летний режим), его тепловлажностная обработка осуществляется за счет подачи холодной воды в камеру орошения из баков-аккумуляторов контура испарителя холодильной машины. Избытки тепла внутри кондиционируемого помещения поглощаются в теплообменнике-охладителе местного кондиционера, процессы тепловлажностной обработки воздуха в котором в течение года постоянны. Трубопроводная обвязка системы холодоснабжения даже при зимнем режиме тепловлажностной обработки воздуха определяет необходимость работы холодильной машины, что вызывает необоснованные затраты электроэнергии на выработку холода в этот период года.

Известна система кондиционирования воздуха, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, сообщенный с приточным воздуховодом, включающий теплообменник и оросительную камеру с поддоном, местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении, внешний источник тепла, систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами теплой и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины, водоохладитель контура конденсатора холодильной машины, перемычки, соединяющие контуры испарителя и конденсатор, запорно-регулирующую арматуру. Теплообменник центрального кондиционера и теплообменник-охладитель местного кондиционера включены подающим и обратным трубопроводами параллельно в контур испарителя холодильной машины с возможностью их индивидуальной регулировки. В рассматриваемом решении летний режим тепловлажностной обработки наружного воздуха осуществляется первоначально в теплообменнике центрального кондиционера до теплосодержания приточного воздуха за счет подачи холодной воды из баков-аккумуляторов контура испарителя холодильной машины, а затем при необходимости в камере орошения адиабатическим увлажнением до расчетных параметров приточного воздуха. Для периода года, когда температура воды от водоохладителя контура конденсатора холодильной машины обеспечивает создание требуемых параметров приточного воздуха, подача этой воды в баки-аккумуляторы контура испарителя холодильной машины и обратно от них к водоохладителю контура конденсатора производится, минуя холодильную машины, по перемычкам, соединяющим ее контуры.

Недостатками этой системы являются большие затраты энергии на нагревание наружного воздуха при зимнем режиме тепловлажностной обработки, а также отсутствие утилизации тепла обратной воды теплообменника-охладителя местного кондиционера, что в конечном итоге определяет необоснованные эксплуатационные затраты.

Цель изобретения - сокращение эксплуатационных затрат при тепловлажностной обработке наружного воздуха.

Это достигается тем, что в поддоне оросительной камеры дополнительно размещен теплообменник, соединенный при помощи подающего и обратного трубопроводов с контуром испарителя холодильной машины и связанный с обратным трубопроводом теплообменника, установленного после оросительной камеры и подключенного к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера. Для обеспечения регулировки и отключения теплообменников соединительные линии содержат запорно-регулирующую арматуру.

В зимний период времени требуемый подогрев наружного воздуха обеспечивается нагретой в теплообменнике-охладителе местного кондиционера водой, поступающей по обратному трубопроводу и соединительным линиям первоначально в тепло- обменник, размещенный за оросительной камерой, а затем в теплообменник, размещенный в поддоне оросительной камеры. Запорно-регулирующая арматура, установленная на обратном трубопроводе местного кондиционера, находится в закрытом положении. Охлажденная в указанных теплообменниках вода поступает в обратный трубопровод местного кондиционера, а затем в баки-аккумуляторы контура испарителя холодильной машины или в подающий трубопровод местного кондиционера в зависимости от температуры, до которой охладится вода в теплообменниках центрального кондиционера. Тепловлажностная обработка наружного воздуха осуществляется первоначально в оросительной камере центрального кондиционера, в которой он подогревается и увлажняется до влагосодержания приточного воздуха за счет подаваемой по рециркуляционной схеме теплой воды, находящейся в поддоне оросительной камеры. Затем этот воздух догревается до параметров приточного воздуха в теплообменнике, размещенного после оросительной камеры. В переходный период, когда теплосодержание наружного воздуха соответствует теплосодержанию приточного воздуха, его обработка производится в режиме адиабатического увлажнения в оросительной камере центрального кондиционера до параметров приточного воздуха. В период времени, когда теплосодержание наружного воздуха превышает теплосодержание приточного воздуха, его обработка производится первоначально в оросительной камере, где он частично охлаждается и увлажняется до влагосодержания приточного воздуха, а затем в теплообменнике, размещенном за оросительной камерой, доохлаждается до параметров приточного воздуха. Подача воды в этот период производится из бака холодной воды контура испарителя холодильной машины одновре- менно в теплообменники центрального кондиционера и теплообменник-охладитель местного кондиционера.

На чертеже показана предлагаемая система.

Система кондиционирования воздуха включает центральный кондиционер, содержащий оросительную камеру 1 и установленный за ним теплообменник 2, приточную 3 и вытяжную 4 вентиляционные сети с вентиляторами, местный кондиционер с теплообменником-охладителем 5, систему холодоснабжения, состоящую из холодильной машины 6, баков аккумуляторов теплой 7 и холодной 8 воды с подающим 9 и обратным 10 трубопроводами в контуре испарителя, соединительной линии 11, на которой установлена запорно-регулирующая арматура 12, баков-аккумуляторов теплой 13 и холодной 14 воды с подающим 15 и обратным 16 трубопроводами в контуре конденсатора холодильной машины, водоох- ладителя 17 контура конденсатора холодильной машины с трубопроводной обвязкой. Теплообменник-охладитель местного кондиционера соединен с баками-аккумуляторами контура испарителя холодильной машины при помощи подающего 13 и обратного 19 трубопроводов, на которых установлены запорно-регулирующие арматуры 20 и 21. Подающие и обратные трубопроводы контуров испарителя и конденсатора холодильной машины соединены при помощи перемычек 22 и 23, на которых установлены запорно-регулирующие арматуры 24 и 25. Обвязка 26 оросительной камеры выполнена исключительно по рециркуляционной схеме. Теплообменник центрального кондиционера, размещенный за оросительной камерой, соединен при помощи подающего 27 и обратного 28 трубопроводов, на которых установлены запорно-регулирующие арматуры 29 и 30, с обратным трубопроводом 19 и теплообменника-охладителя 5 местного кондиционера до и после запорно-регулирующей арматуры 21. В поддоне 31 оросительной камеры размещен теплообменник 32, который при помощи соединительных линий 33 и 34, на которых установлены запорно-регулирующие арматуры 35 и 36, связан с контуром испарителя холодильной машины. Подающий трубопровод этого теплообменника соединен при помощи перемычки 37, на которой установлена запорно-регулирующая арматура 38, с обратным трубопроводом теплообменника центрального кондиционера, размещенного за оросительной камерой.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом.

В зимний период времени, когда требуется подогрев наружного воздуха и потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе 17 контура конденсатора холодильной машины, достаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, она поступает в бак 14 холодной воды этого контура. Из бака 14 по подающему трубопроводу 15 этого контура холодная вода через перемычку 23 поступает в обратный трубопровод 10 и далее в бак 8 холодной воды контура испарителя холодной машины. В дальнейшем эта вода направляется по подающему трубопроводу 18 в теплообменник-охладитель местного кондиционера 5, где отдает холод, сама при этом нагревается и по обратному трубопроводу 19 местного кондиционера поступает в теплообменник 2 центрального кондиционера, размещенного за оросительной камерой 1. Запорно-регулирующая арматура 21 на обратном трубопроводе 19 теплообменника-охладителя 5 местного кондиционера находится в закрытом положении. Отдавая часть тепла наружному воздуху, теплая вода поступает из теплообменника 2 по обратному трубопроводу 28 и перемычке 38, соединяющей этот трубопровод с находящимся в поддоне 31 оросительной камеры 1 теплообменником 32. Отдавая оставшееся тепло воде, находящейся в поддоне 31 оросительной камеры 1, охлажденная таким образом вода поступает по обратному трубопроводу 19 теплообменника-охладителя 5 в бак 7 теплой воды контура испарителя холодильной машины, а часть - обратно по перемычке 11 в подающий трубопровод 18 теплообменника-охладителя местного кондиционера 5. Из бака 7 теплой воды по подающему трубопроводу контура конденсатора холодильной машины 9 вода через перемычку 22 поступает в обратный трубопровод 16 контура конденсатора холодильной машины, а затем в бак 13 теплой воды этого же контура. Из бака 13 эта вода в последующем подается на водоохладитель 17 контура конденсатора холодильной машины на доохлаждение. Наружный воздух, подаваемый в кондиционируемое помещение по приточной вентиляционной сети 3, частично подогревается и увлажняется до влагосодержания приточного воздуха в оросительной камере 1 центрального кондиционера теплой водой, находящейся в поддоне 31 и подаваемой по трубопроводной обвязке 26 по рециркуляционной схеме, а затем в теплообменнике 2 центрального кондиционера догревается до параметров приточного воздуха. Удаляемый воздух по вытяжной вентиляционной сети 4 выбрасывается в атмосферу. В период, когда потенциал воды, охлажденной в водоохладителе 17 контура конденсатора холодильной машины, недостаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, на перемычках 22 и 23 перекрываются запорно-регулирующие арматуры 24 и 25. При этом охлажденная в водоохладителе 17 контура конденсатора холодильной машины вода подается исключительно для охлаждения конденсатора работающей холодильной машины 6, поступая вначале по подающему 15, а затем по обратному 16 трубопроводам этого контура. Вода, используемая для снятия избытков тепла внутри кондиционируемого помещения, из бака 7 теплой воды контура испарителя холодильной машины поступает для охлаждения в испаритель, проходя через подающий 9, а затем обратный 10 трубопроводы этого контура. Процесс тепловлаж- ностной обработки наружного воздуха в этот период аналогичен изложенному, за исключением того, что постепенно уменьшается, а в последующем и прекращается подача теплой воды, отводимой от теплообменника-охладителя 5 местного кондиционера, в теплообменники центрального кондиционера 2 и 32. В переходный период, когда не требуется подогрева наружного воздуха, перекрываются запорно-регулирующие арматуры 29 и 30 на линиях, соединяющих теплообменник 2 центрального кондиционера, расположенного за оросительной камерой 1, с обратным трубопроводом 19 местного кондиционера 5. При этом запорно-регулирующая арматура 21 на обратном трубопроводе 19 местного кондиционера 5 находится в открытом положении. Теплая вода от теплообменника-охладителя местного кондиционера 5 поступает по обратному трубопроводу 19 в бак теплой воды 7 контура испарителя холодильной машины. В оросительной камере 1 в это время наружный воздух только адиабатически увлажняется подаваемой по рециркуляционной схеме водой, находящейся в поддоне 31. В летний период, когда теплосодержание наружного воздуха превышает теплосодержание приточного воздуха, его тепловлаж- ностная обработка осуществляется за счет подачи холодной воды из бака 8 холодной воды контура испарителя холодильной машины одновременно в теплообменники 2 и 32 центрального кондиционера. При этом холодная вода, проходя через теплообменник 2, охлаждает воду, находящуюся в поддоне 31 оросительной камеры 1. Воздух, проходя через оросительную камеру 1, охлаждается и увлажняется до влагосодержания приточного воздуха за счет подачи по рециркуляционному трубопроводу 26 холодной воды, находящейся в поддоне 31, а затем охлаждается до параметров приточного воздуха в теплообменнике 2 центрального кондиционера. Избытки тепла с рецир- куляционного воздуха поглощаются в местном кондиционере 5, процесс подачи холодной воды в который аналогичен переход- ному периоду.

Технико-экономическое преимущество заявленного технического решения по сравнению с прототипом заключается в том, что размещение в поддоне оросительной камеры центрального кондиционера теплообменника, соединенного при помощи подающего и обратного трубопроводов с контуром испарителя холодильной машины, а также связанного при помощи перемычки с обратным трубопроводом теплообменника, размещенного после оросительной камеры и подключенного к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера при помощи соединительных линий, оснащенных запорно-регулирующей арматурой, обеспечивающей их регулировку и отключение, позволяет в холодный период года утилизировать отводящую от теплообменника-охладителя местного кондиционера воду для нагрева и нагрева с увлажнением наружного воздуха в теплообменнике и оросительной камере центрального кондиционера, что приводит к снижению нагрузки на водоохладитель контура конденсатора холодильной машины и позволяет отказаться от использования внешнего источника тепла. В период года, когда теплосодержание наружного воздуха выше теплосодержания приточного воздуха и требуется его охлаждение, использование теплообменника, размещенного в поддоне оросительной камеры, позволяет уменьшить нагрузку на теплообменник центрального кондиционера, размещенного за оросительной камерой, что приводит к уменьшению его габаритов, а следовательно, снижает величину аэродинамического сопротивления. Все перечисленное позволяет снизить эксплуатационные затраты на тепловлажностную обработку наружного воздуха.

Система кондиционирования может быть использована для обработки воздуха при кондиционировании воздуха любых зданий и сооружений.

(56) Водоснабжение и санитарная техника. N 1, 1990, с. 11.

Сущность изобретения: дополнительный теплообменник размещен в поддоне и включен подающим и обратным трубопроводами в контур испарителя холодильной машины, соединен с обратным трубопроводом теплообменника, установленного после оросительной камеры, и подключен к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя линейного кондиционера с возможностью их самостоятельной регулировки и отключения. 1 ил.

СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, сообщенный с приточным воздуховодом и включающий оросительную камеру с поддоном и теплообменник, местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении, систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами теплой и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины, водоохладитель контура конденсатора холодильной машины, водоохладитель контура конденсатора холодильной машины, перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющие контуры испарителя и конденсатора холодильной машины, при этом теплообменник-охладитель местного конденционера включен подающим и обратным трубопроводами параллельно в контур испарителя холодильной машины с возможностью его индивидуальной регулировки, отличающаяся тем, что, с целью сокращения эксплуатационных затрат, система дополнительно содержит теплообменник, размещенный в поддоне и включенный подающим и обратным трубопроводами в контур испарителя холодильной машины, а также соединенный с обратным трубопроводом теплообменника, установленного после оросительной камеры и подключенного к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера с возможностью их самостоятельной регулировки и отключения.