СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 1997 года по МПК F24F3/14 

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха.

Известна система кондиционирования воздуха помещения [1 и 2] содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником центрального кондиционера посредством трубопроводной обвязки, холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, связывающей испаритель с камерой орошения центрального с местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, соединенный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки.

Подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер и в камеру орошения 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, принятой за прототип [3] содержащей вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменников и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником воздухонагревателем центрального кондиционера посредством трубопроводной обвязки, холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, соединяющей испаритель с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки, перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющей контуры испарителя и конденсатора холодильной машины.

В этой системе кондиционирования воздуха в холодный период года, когда температура воды от водоохладителя оборотного водоснабжения достаточна для поглощения теплоизбытков в помещении (это соответствует состоянию наружного воздуха, когда его теплосодержание J_н ≅ J_овз фиг. 2), подача ее производится прямо к местному кондиционеру по перемычкам, соединяющим контуры испарителя и конденсатора, минуя холодильную машину. Подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера производится исключительно от испарителя холодильной машины, так как потребность в холоде для тепловлажностной обработки наружного воздуха (фиг. 2) начинается с его теплосодержания J_н J_пз, которое превышает значение J_овз. В теплый период года, когда теплосодержание наружного воздуха J_н > J_пз, а его влагосодержание d_н < d_пз, для тепловлажностной обработки наружного воздуха в теплообменнике-воздухоохладителе центрального кондиционера (процесс АВ) требуется температура холодной воды большего значения, чем для тепловлажностной обработки рециркуляционного воздуха в местном неавтономном кондиционере (процесс Д₃П₃). При этом в указанный период года возможно такое состояние наружного воздуха, когда для его тепловлажностной обработки требуемая температура воды может быть обеспечена испарительным охлаждением в водоохладителе оборотного водоснабжения без использования холодильных машин. Поэтому подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера для тепловлажностной обработки наружного воздуха исключительно от испарителя холодильной машины не использует в полной мере возможности испарительного охлаждения наружным воздухом и является существенным недостатком прототипа.

Задача изобретения сокращение эксплуатационных затрат при обеспечении процессов тепловлажностной обработки наружного воздуха в теплый период года.

Для этого теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера дополнительно соединен с водоохладителем оборотного водоснабжения при помощи соединительных линий, снабженных запорно-регулирующей арматурой.

На фиг. 1 показана предлагаемая система кондиционирования воздуха.

Система кондиционирования воздуха включает приточную 1 и вытяжную 2 вентиляционные сети с вентиляторами, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника-воздухонагревателя 3, теплообменника-воздухоохладителя 4, камеры орошения 5, размещенный в помещении местный кондиционер 6, источник тепла 7, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки 8 с установленной на ней запорно-регулирующей арматурой 9, холодильную машину, содержащую конденсатор 10, испаритель 11, трубопроводную обвязку 12 контура испарителя с запорно-регулирующей арматурой 13, 14, связывающую его с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения 15, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки 16, перемычки 17 с запорно-регулирующей арматурой 18 23, соединяющей контуры испарителя и конденсатора холодильной машины, соединительные линии 24 с запорно-регулирующей арматурой 25 27, связывающие водоохладитель оборотного водоснабжения с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом.

Наружный воздух после тепловлажностной обработки в центральном кондиционере по приточной вентиляционной сети 1 подается в кондиционируемое помещение, в котором совместно с работой местного неавтономного кондиционера обеспечивается расчетный температурновлажностный режим. Удаление воздуха происходит посредством вытяжной вентиляционной сети 2. Характер тепловлажностной обработки наружного воздуха зависит от его начального теплосодержания.

В период года, когда теплосодержание наружного воздуха меньше теплосодержания приточного воздуха, его тепловлажностная обработка обеспечивается нагреванием в теплообменнике-воздухонагревателе 3 за счет подачи теплой воды от источника тепла 7 по трубопроводной обвязке 8 и работой камеры орошения 5 в режиме адиабатного увлажнения. Запорно-регулирующая арматура 9 находится в открытом положении, а 13, 25, 26 и 27 в закрытом.

В период года, когда теплосодержание наружного воздуха выше теплосодержания приточного воздуха J_пз, его тепловлажностная обработка в центральном кондиционере обеспечивается или охлаждением в теплообменнике-воздухоохладителе 4 с последующим адиабатным увлажнением в камере орошения 5 (если влагосодержание наружного воздуха d_н < d_пз) или только охлаждением в теплообменнике-воздухоохладителе 5 (если влагосодержание наружного воздуха d_н ≥ d_пз). При этом, если параметры наружного воздуха на J-d диаграмме соответствуют области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для тепловлажностной обработки наружного воздуха, подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель 4 производится непосредственно от водоохладителя 15 оборотного водоснабжения по соединительным линиям 24 при открытом положении запорно-регулирующей арматуры 26,27 и закрытом положении запорно-регулирующей арматуры 13,25 если параметры наружного воздуха на J-d диаграмме не соответствуют области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для тепловлажностной обработки наружного воздуха, подача холодной воды на теплообменник-воздухоохладитель 4 производится от испарителя 11 холодильной машины по трубопроводной обвязке 12 при открытом положении запорно-регулирующей арматуры 13,25 и закрытом положении запорно-регулирующей арматуры 26,27.

Подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер 6 производится круглогодично, обеспечивая в нем процесс политропного охлаждения рециркуляционного воздуха. Запорно-регулирующая арматура 14 постоянно открыта. В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, достаточен для избытков тепла в кондиционируемом помещении (что соответствует состоянию наружного воздуха, когда его теплосодержание J_н ≅ J_овз фиг. 2), охлажденная вода поступает в местный неавтономный кондиционер 6 по трубопроводной обвязке 16, перемычке 17, минуя холодильную машину, трубопроводным обвязкам 12, при этом запорно-регулирующая арматура 20,21 в открытом положении, а 18,19, 22, 23 в закрытом. В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, недостаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, подача этой воды производится на охлаждение конденсатора 10 холодильной машины по трубопроводной обвязке 16. Запорно-регулирующая арматура 20, 21 на перемычках 17 находится в закрытом положении, а 18, 19, 22, 23 в открытом. Холодная вода в этот период подается к местному кондиционеру 6 от испарителя холодильной машины 11 по трубопроводной обвязке 12. Подтверждением достижения поставленной задачи является сокращение энергетических затрат на процесс тепловлажностной обработки воздуха в результате соединения теплообменника-воздухоохладителя центрального кондиционера с водоохладителем оборотного водоснабжения посредством трубопроводной обвязки, с возможностью его регулировки и отключения, что позволяет в теплый период года, когда параметры наружного воздуха соответствуют на J-d диаграмме (фиг. 2) области, при которой возможно применение испарительного охлаждения для его тепловлажностной обработки, для охлаждения наружного воздуха в теплообменнике-воздухоохладителе центрального кондиционера использовать потенциал холодной воды после водоохладителя оборотного водоснабжения, подавая эту воду по трубопроводной обвязке, соединяющей водоохладитель оборотного водоснабжения, минуя холодильную машину, с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера. Данное решение позволит уменьшить в теплый период года нагрузки на холодильные машины и водоохладитель оборотного водоснабжения, а следовательно, добиться решения поставленной задачи.

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

Использование: вентиляция и кондиционирование воздуха. Сущность изобретения: теплообменник - воздухоохладитель центрального кондиционера дополнительно соединен с водоохладителем оборотного водоснабжения при помощи соединительных линий. При этом для обеспечения регулировки и отключения дополнительные соединительные линии содержат запорно-регулирующую арматуру. 2 ил.

Система кондиционирования воздуха, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника воздухонагревателя, теплообменника-воздухоохладителя и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки, холодильную машину, связанную трубопроводной обвязкой с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, соединенный с холодильной машиной посредством трубопроводной обвязки, перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющие трубопроводные обвязки контуров испарителя и конденсатора холодильной машины, отличающаяся тем, что теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера дополнительно соединен с водоохладителем оборотного водоснабжения при помощи соединительных линий с возможностью их регулировки и отключения.