УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА Российский патент 2015 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к тепловлажностной обработке воздуха с системой энергосбережения и может применяться, в частности, в области кондиционирования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, реализуемый на приточно-вытяжной установке с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ №2512892, F24F 5/00 (прототип), содержащей корпус, каналы для приточного и вытяжного воздуха, вентилятор, камеру с регенеративным теплоутилизатором.

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая эффективность утилизации тепла за счет перекрестной организации потоков воздуха.

Технический результат - повышение производительности систем тепловлажностной обработки воздуха путем утилизации тепла на базе аппаратов со встречными закрученными потоками.

Это достигается тем, что в устройстве тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, состоящем из воздухозаборных и воздухораздующих устройств, расположенных в верхней зоне помещения, и воздухонагнетающих устройств, оно дополнительно содержит аппарат сухой очистки воздуха, подаваемого из помещения воздухозаборным и воздухонагнетающим устройством, связанный с аппаратом увлажнения и мокрой очистки, и климатическую установку для очистки и нагрева наружного воздуха, а также блок для смешения потоков воздуха от аппарата увлажнения и мокрой очистки и климатической установки, связанный с аппаратом раздачи, каждая из форсунок аппарата увлажнения и мокрой очистки содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере, двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, на фиг. 2 представлена схема аппарата увлажнения и мокрой очистки от тонкой пыли, на фиг. 3 - схема форсунки.

Устройство тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла (фиг. 1) состоит из воздухозаборных устройств 1, расположенных в верхней зоне помещения, воздухонагнетающих устройств 2 и аппарата 3 сухой очистки воздуха. Воздухонагнетающее устройство 4 подает воздух в аппарат 5 увлажнения и мокрой очистки воздуха от пыли. В климатической установке 6 осуществляются очистка и нагрев наружного воздуха, например, от электрокалорифера. В камере смешения 7 происходит смешение потоков воздуха от аппарата 5 и установки 6. Воздух заданных параметров из камеры смешения 7 поступает через устройство для раздачи воздуха 8 в обслуживаемое помещение.

Аппарат 5 увлажнения и мокрой очистки воздуха (фиг. 2) включает в себя цилиндрический корпус 9, воздуховоды 10 и 11, центробежный вентилятор 13, установленный в выхлопном патрубке, форсунки 12 камеры увлажнения, вихревую камеру смешения 15, шламоотводящий патрубок 14.

В комбинированном многофункциональном аппарате со встречными закрученными потоками в рабочем пространстве первой ступени образуются, как и в классическом аппарате со встречными закрученными потоками, два закрученных в одну сторону, но встречно направленных потока: восходящий G₁ - в центральной части камеры и нисходящий G₂ - в периферийной части. Для тепловлажностной обработки воздуха в камеру подается вода, распыляемая центробежными тангенциальными форсунками. Под действием центробежных сил капли воды отбрасываются на вертикальные стенки аппарата и по ним стекают в нижнюю часть камеры. Затем увлажненный воздух выводится из камеры через выхлопной патрубок, расположенный в верхней части первой ступени аппарата, и поступает в камеру смешения (вторая ступень аппарата). Часть наружного воздуха G₃, заранее подготовленная в системе кондиционирования воздуха, через тангенциальный закручиватель подается в камеру смешения, где поток увлажненного воздуха смешивается с наружным. Увеличение диаметра камеры смешения относительно первой ступени аппарата, где происходят увлажнение и мокрое обеспыливание, обеспечивает падение скорости воздуха в поперечном сечении аппарата и, как следствие, не создавая существенного дополнительного аэродинамического сопротивления, способствует предотвращению каплеуноса. На выходе из аппарата установлен раскручиватель. Процесс водоподготовки осуществляется с помощью системы запорно-регулирующей арматуры, отстойника и фильтра, а также циркуляционного и подпиточного насосов.

Вихревая форсунка (фиг. 3) включает в свой состав корпус 16, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 18 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 17 с внутренней резьбой 20. В цилиндрической гильзе 17 расположена расширительная камера 19, соосная корпусу. При этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе 17 посредством резьбы 20 сопло 21, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 22 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере, двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 24 и 25, расположенных в торцевой поверхности сопла 21, образованной его днищем 22. В торцевой поверхности сопла 21 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 23, соединенное со смесительной камерой 26 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 27. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 24 и 25, взятые в совокупности, и центрального отверстия 23 равны между собой.

В выходной диффузорной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц 28, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 27, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения 29, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 27, а само тело вращения 29 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры.

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 16 через центральное отверстие 18, затем в расширительную камеру 19, соосную корпусу 16. После камеры 19 жидкость направляется к соплу 21, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 23 в смесительную камеру 26, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 24 и 25, также соединенных со смесительной камерой 26 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 27, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.

В выходной диффузорной камере 27 происходит столкновение выходного вихревого потока с рассекателем, его спицами 28, и поверхностью тела вращения 29, что приводит к дополнительному дроблению капель жидкости, образованию тонкораспыленных струй.

Устройство позволяет достичь заданных параметров приточного воздуха в более широком диапазоне влажности, Таким образом, незначительное понижение температуры приточного воздуха и повышение его влажности позволяют снизить требуемый объем подаваемого в помещение воздуха до 10%. Устройство тепловлажностной обработки воздуха совместно с использованием аппаратов со встречными закрученными потоками позволяет создать новую энергосберегающую технологию, применительно к задачам кондиционирования воздуха производственных помещений, предполагающим повторное использование тепла и влаги сильно запыленного воздуха, не пригодного для утилизации энергоресурсов традиционными методами. Повышение технико-экономических показателей разработанного метода достигается за счет применения для очистки воздуха аппаратов со встречными закрученными потоками, что позволяет снизить стоимость центрального кондиционера, заменив его малогабаритной климатической установкой упрощенной конструкции.

Изобретение относится к тепловлажностной обработке воздуха с системой энергосбережения и может применяться, в частности, в области кондиционирования. Устройство тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, состоящее из воздухозаборных и воздухораздующих устройств, расположенных в верхней зоне помещения, и воздухонагнетающих устройств, оно дополнительно содержит аппарат сухой очистки воздуха, подаваемого из помещения воздухозаборным и воздухонагнетающим устройством, связанный с аппаратом увлажнения и мокрой очистки, и климатическую установку для очистки и нагрева наружного воздуха, а также блок для смешения потоков воздуха от аппарата увлажнения и мокрой очистки и климатической установки, связанный с аппаратом раздачи. При этом каждая из форсунок аппарата увлажнения и мокрой очистки содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере, двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры. Технический результат - повышение производительности систем тепловлажностной обработки воздуха путем утилизации тепла на базе аппаратов со встречными закрученными потоками. 3 ил.

Устройство тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, состоящее из воздухозаборных и воздухораздующих устройств, расположенных в верхней зоне помещения, и воздухонагнетающих устройств, оно дополнительно содержит аппарат сухой очистки воздуха, подаваемого из помещения воздухозаборным и воздухонагнетающим устройством, связанный с аппаратом увлажнения и мокрой очистки, и климатическую установку для очистки и нагрева наружного воздуха, а также блок для смешения потоков воздуха от аппарата увлажнения и мокрой очистки и климатической установки, связанный с аппаратом раздачи, отличающееся тем, что каждая из форсунок аппарата увлажнения и мокрой очистки содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере, двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде, по крайней мере, трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры.