СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 1996 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха.

Известна система кондиционирования воздуха помещения (см. В.Н.Голубков и др. Проектирование и эксплуатация установок кондиционирования воздуха и отопления. М. Энергоатомиздат, 1983 г. стр. 44; В.Н.Богословский. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М. Стройиздат 1986 г. стр. 263), содержащая: вентиляторы, установленные на проточном и вытяжном воздуховодах; центральный кондиционер, сообщенный с приточным воздуховодом и включающий нагреватель оросительную камеру с поддоном; местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении; внешний источник тепла; систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами отепленной и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины, водоохладителем контура конденсатора.

Подача холодной воды на теплообменник-охладитель местного кондиционера и оросительную камеру центрального кондиционера этой системы производится исключительно от испарителя холодильной машины. Это определяет необоснованные затраты электроэнергии на охлаждение воды в холодный период года.

Этот недостаток в значительной степени преодолен в системе кондиционирования воздуха (см. Водоснабжение и санитарная техника. N 1, 1990 г. стр. 14, рис. 1), содержащей: вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах; центральный кондиционер, сообщенный с приточными воздуховодом и включающий нагреватель, оросительную камеру с поддоном; местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении; внешний источник тепла; систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами отепленной и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины, водоохладителем контура конденсатора, перемычками, соединяющими контуры испарителя и конденсатора, запорно-регулирующей аппаратурой. При этом нагреватель и теплообменник-охладитель включены подающим и обратным трубопроводами параллельно в контур испарителя с возможностью их индивидуальной регулировки. Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому решению.

В техническом решении, предлагаемом в качестве ближайшего аналога, в холодный период года, когда температура воды от водоохладителя контура конденсатора достаточна для поглощения теплоизбытков в помещении, ее подача к местному кондиционеру производится, минуя холодильную машину по перемычкам, соединяющим контуры испарителя и конденсатора. При этом отключение холодильной машины обеспечивает снижение затрат электроэнергии на охлаждение воды. В этот же период года по условиям тепловлажностной обработки наружного воздуха требуется его нагревание. Это решается подачей теплоносителя от внешнего источника тепла к нагреванию центрального кондиционера без использования для этих целей имеющихся в системе кондиционирования воздуха внутренних источников тепла отепленной воды после местного кондиционера и воздуха, удаляемого из помещения. Поэтому использование в холодный период года для нагревания наружного воздуха исключительно внешнего источника тепла является существенным недостатком ближайшего аналога. Это приводит к неоправданным расходам энергии.

Задача, решаемая изобретением, состоит в сокращении энергетических затрат при обеспечении тепловлажностной обработки воздуха в холодный период года.

Для достижения поставленной задачи в системе кондиционирования воздуха дополнительно установлены теплообменник в поддоне оросительной камеры центрального кондиционера и теплоутилизатор в вытяжном воздуховоде, которые по воде подключены соединительными линиями к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера. При этом для обеспечения как индивидуального, так и совместного регулирования, включения и отключения дополнительного установленного оборудования соединительные линии содержат запорно-регулирующую арматуру. Это является существенным признаком, отличным от ближайшего аналога.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема кондиционирования воздуха заявляемой конструкции.

Система кондиционирования воздуха включает: центральный кондиционер, содержащий нагреватель 1 и установленную за ним оросительную камеру 2; приточную 3 и вытяжную 4 вентиляционные сети с вентиляторами; местный кондиционер с теплообменником-охладителем 5, размещенный в помещении; систему холодоснабжения, состоящую из холодильной машины 6, баков-аккумуляторов отепленной 7 и холодной 8 воды с подающим 9 и обратным 10 трубопроводами в контуре испарителя холодильной машины, баков- аккумуляторов отепленной 11 и холодной 12 воды с подающим 13 и обратным 14 трубопроводами в контуре конденсатора холодильной машины, водоохладителя 15 контура конденсатора; подающий 16 и обратный 17 трубопроводы, оснащенные запорно-регулирующей арматурой 18, 19 и соединяющие нагреватель центрального кондиционера с контуром внешнего источника тепла 20 и баками-аккумуляторами контура испарителя холодильной машины; подающий 21 и обратный 22 трубопроводы, оснащенные запорно-регулирующей арматурой 23, 24 и соединяющие теплообменник-охладитель местного кондиционера с баками-аккумуляторами контура испарителя холодильной машины; перемычки 25 и 26, соединяющие подающие и обратные трубопроводы контуров испарителя и конденсатора холодильной машины с установленной на них запорно-регулирующей арматурой 27, 28; трубопроводную обвязку 29 оросительной камеры центрального кондиционера, выполненную по рециркуляционной схеме подачи воды; размещенный в поддоне 30 оросительной камеры центрального кондиционера теплообменник 31, входной 32 и выходной 33 патрубки которого подключены до и после запорно-регулирующей арматуры 24 к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера при помощи подающей 34 и обратной 35 соединительных линий с установкой на подающей соединительной линии запорно-регулирующей арматуры 36; теплоутилизатор 37, установленный на вытяжном воздуховоде и соединенный с обратным трубопроводом теплообменника-охладителя местного кондиционера и с входным патрубком размещенного в поддоне оросительной камеры теплообменника при помощи, соответственно, подающей 38 и обратной 39 соединительных линий, на которых с целью отключения и регулировки теплоутилизатора установлена запорно-регулирующая арматура 40, 41.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом. Наружный воздух после тепловлажностной обработки в центральном кондиционере по приточной вентиляционной сети 3 подается в кондиционируемое помещение, в котором совместно с работой местного кондиционера 5 обеспечивается расчетный температурно-влажностный режим. Удаление воздуха происходит по вытяжной вентиляционной сети 4. Подача холодной воды на местный кондиционер производится круглогодично, обеспечивая в нем процесс политропного охлаждения рециркуляционного воздуха. Запорно-регулирующая арматура 23 постоянно открыта. Характер тепловлажностной обработки наружного воздуха и схемы циркуляции теплои холодоносителей по трубопроводам зависят от рассматриваемого периода года. В холодный период года, когда потенциал охлажденной в водоохладителе 15 воды достаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, она из бака холодной воды 12 контура конденсатора холодильной машины по подающему трубопроводу 13 этого контура через перемычку 26, минуя холодильную машину, попадает в обратный трубопровод 10 и далее в бак холодной воды 8 контура испарителя холодильной машины. В дальнейшем эта вода направляется в теплообменник-охладитель местного кондиционера 5 по подающему трубопроводу 21. В местном кондиционере вода, поглощая теплоизбытки помещения, нагревается и по обратному трубопроводу 22 через соединительную линию поступает в установленный на вытяжной вентиляционной сети теплоутилизатор 37. В теплоутилизаторе 37 вода догревается за счет теплоты уходящего из помещения воздуха и по соединительной линии 39 поступает в теплообменник 31, размещенный в поддоне 30 оросительной камеры центрального кондиционера, отдавая тепло находящейся в поддоне воде. Из теплообменника 31 уже охлажденная вода по соединительной линии 35 поступает в обратный трубопровод 22 местного кондиционера и далее в бак отепленной воды 7 контура испарителя холодильной машины. Из бака отепленной воды 7 по подающему трубопроводу 9 этого контура через перемычку 25, минуя холодильную машину, вода поступает в обратный трубопровод 14, а затем в бак отепленной воды 11 контура конденсатора холодильной машины и из него на водоохладитель 15. При этом запорно-регулирующая арматура 18, 19, 24, 36 находится в закрытом положении, а 27, 28, 40, 41 в открытом. Наружный воздух, обрабатываемый в центральном кондиционере, предварительно нагревается в нагревателе 1 посредством подачи на него теплоносителя от внешнего источника тепла 20,а затем нагреванием с увлажнением в оросительной камере 2 доводится до расчетных параметров приточного воздуха теплой водой, находящейся в поддоне 30 оросительной камеры и подаваемой по рециркуляционной трубопроводной обвязке 29. В холодный период года, когда с повышением теплосодержания наружного воздуха потенциал охлажденной в водоохладителе 15 воды становится недостаточным для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении на перемычках 25 и 26 перекрывается запорно-регулирующая арматура 27 и 28. При этом охлажденная в водоохладителе 15 вода подается исключительно на охлаждение конденсатора холодильной машины 6, проходя сначала по подающему 13, а затем по обратному 14 трубопроводам этого контура. Вода, используемая для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, из бака отепленной воды 7 контура испарителя холодильной машины поступает для охлаждения в испаритель, проходя через подающий трубопровод 9, а затем в обратный трубопровод 10 этого контура. Процесс тепловлажностной обработки наружного воздуха в этот период аналогичен ранее рассмотренному, за исключением того, что уменьшается, а в последующем и прекращается подача теплоносителя от внешнего источника тепла 20, когда потенциал теплой воды, находящейся в поддоне 30 оросительной камеры, будет достаточен для обеспечения расчетных параметров приточного воздуха. При избытке утилизированной теплоты возможно отключение теплоутилизатора 37, при этом в закрытом положении, а 36 в открытом. В переходный период года, когда не требуется нагревание наружного воздуха, перекрывается запорно-регулирующая арматура 36 и открывается на обратном трубопроводе 22 запорно-регулирующая арматура 24. Тепловлажностная обработка наружного воздуха производится рециркулирующей в оросительной камере 2 водой, обеспечивая его адиабатное увлажнение. В теплый период года, когда требуется охлаждение наружного воздуха, для этих целей используется нагреватель 1 центрального кондиционера. При этом тепловлажностная обработка наружного воздуха обеспечивается подачей на него холодной воды из бака холодной воды 8 контура испарителя холодильной машины с последующим, в случае необходимости, адиабатным увлажнением в оросительной камере 2. Запорно-регулирующая арматура 18 и 19 должна быть открыта при отключенном внешнем источнике тепла.

Подтверждением достижения поставленной задачи является использование утилизированного тепла от обратной воды неавтономного кондиционера и воздуха, удаляемого из кондиционируемого помещения, для нагревания наружного воздуха в результате дополнительной установки теплообменника в поддоне оросительной камеры центрального кондиционера и теплоутилизатора в вытяжном воздуховоде, которые при предлагаемой для них трубопроводной обвязке обладают возможностью как индивидуального, так и совместного их включения, регулирования и отключения. Данное решение позволяет в холодный период года, когда требуется нагревание наружного воздуха, снизить нагрузки на внешний источник тепла и систему холодоснабжения, а следовательно, сократить энергозатраты на тепловлажностную обработку воздуха, т.е. добиться решения поставленной задачи.

Система кондиционирования воздуха может быть применена в зданиях и сооружениях различных типов и назначений.

Использование: в области вентиляции и кондиционирования в зданиях и сооружениях различного типа и назначения. Сущность изобретения: в системе дополнительно установлены теплообменник в поддоне оросительной камеры центрального кондиционера и теплоутилизатор в вытяжном воздуховоде, которые по воде подключены соединительными линиями к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя местного кондиционера. Для обеспечения как индивидуального, так и совместного регулирования, включения и отключения дополнительно установленного оборудования соединительные линии содержат запорно-регулирующую арматуру. 1 ил.

Система кондиционирования воздуха помещения, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, сообщенный с приточным воздуховодом и включающий нагреватель, оросительную камеру с поддоном, местный кондиционер с теплообменником-охладителем, размещенный в помещении, внешний источник тепла, систему холодоснабжения с баками-аккумуляторами отепленной и холодной воды в контурах испарителя и конденсатора холодильной машины, водоохладителем контура конденсатора, перемычками, соединяющими контуры испарителя и конденсатора, запорно-регулирующей арматурой, при этом нагреватель и теплообменник-охладитель включены подающим и обратным трубопроводами параллельно в контур испарителя с возможностью их индивидуальной регулировки, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит теплообменник, размещенный в поддоне, и теплоутилизатор, установленный в вытяжном воздуховоде, причем теплообменник и теплоутилизатор подключены по воде к обратному трубопроводу теплообменника-охладителя с возможностью как индивидуального, так и совместного включения, а также их регулирования и отключения.