КОНДИЦИОНЕР ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА С БЕЗЖИДКОСТНЫМ РОТОРНЫМ НАГРЕВАНИЕМ Российский патент 2019 года по МПК F24F5/00 

Заявляемое решение относится к области кондиционеров приточного воздуха для обслуживания помещений общественных зданий в холодный период года. Заявляемый кондиционер обеспечивает получение приточного воздуха с температурой t₃=20°С, влагосодержанием d₃=6,5 г/кг сух. возд. и относительной влажностью ϕ₃=0,44 при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 (в долях ед.), и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд..

Кондиционер в холодный период года использует предварительно увлажненный удаляемый из помещения воздух, поступающий в основную вытяжную камеру кондиционера с температурой t₄=23°С и влагосодержанием d₄=8,5 г/кг сух.возд.

Указанные параметры удаляемого из помещения воздуха на входе в заявляемый кондиционер получаются путем изотермического увлажнения удаляемого из помещения воздуха парогенератором CAREL в камере увлажнения.

Параметры наружного воздуха (температура t₁, относительная влажность ϕ₁, влагосодержание d₁) в холодный период года соответствуют климатическим условиям при барометрическом давлении Р_бар = 99000 Па.

Заявляемый кондиционер содержит три камеры (приточную, основную вытяжную и дополнительную вытяжную камеры), адсорбционный роторный регенератор, роторный рекуператор - теплообменник, рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха, и имеет линию притока наружного воздуха и линию вытяжки удаляемого из помещения воздуха. Рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха соединяет основную и дополнительную вытяжные камеры, обеспечивая проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру и получение трех положительных эффектов:

- позволяет использовать теплоту отработавшего в основной вытяжной камере кондиционера удаляемого из помещения воздуха для нагревания приточного воздуха роторным теплообменником;

- позволяет изменить направление линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха и выполнить ее однонаправленной с линией притока наружного воздуха, что обеспечивает при проходе влажного удаляемого из помещения воздуха через роторный теплообменник отсутствие размораживания ротора роторного теплообменника заявляемого кондиционера во всем диапазоне отрицательных температур наружного воздуха холодного периода года;

- позволяет выполнить трехкамерный кондиционер с двумя потоками воздуха вместо трех потоков, что обеспечивает его обслуживание двумя вентиляторами и повышение энергетической эффективности кондиционера

Применение в заявляемом кондиционере рециркуляционного канала удаляемого из помещения воздуха, обеспечивающего проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру, и изменяющего ее направление с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное, с использованием в холодный период года на входе в основную вытяжную камеру удаляемого из помещения воздуха с температурой t₄=23°С и влагосодержанием d₄=8,5 г/кг сух. возд обеспечивает при кондиционировании приточного воздуха с температурой t₃=20°С и влагосодержанием d₃=6,5 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд. получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха без размораживания ротора роторного теплообменника и повышение энергетической эффективности кондиционера.

Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество кондиционеров приточного воздуха. Среди них выбраны кондиционеры для обслуживания помещений общественных зданий, которые не обеспечивают в холодный период года получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха без наличия в них гибридной линии вытяжки горячего воздуха, что обеспечивает возможность их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.

Известен кондиционер приточного воздуха для помещений общественных зданий, описанный в патенте на изобретение №2671909 «Система кондиционирования приточного воздуха с гибридной линией вытяжки горячего воздуха», выданного по заявке на изобретение №2017139154 с приоритетом изобретения от 10 ноября 2017 г., опубликованного 07.11.2018 г. в Бюл. № 31. Авторы: В.Е. Воскресенский, А.М. Гримитлин.

Система кондиционирования приточного воздуха с гибридной линией вытяжки горячего воздуха, содержащая кондиционер, вентилятор притока наружного воздуха, вентилятор вытяжки удаляемого из помещения воздуха, вентилятор вытяжки горячего воздуха, кондиционер содержит приточную камеру и основную вытяжную камеру, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным роторными каналами и размещением основного роторного канала горизонтальной промежуточной перегородки на входе наружного воздуха в кондиционер, адсорбционный роторный регенератор и роторный рекуператор-теплообменник, встроенные в роторные каналы горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера, адсорбционный роторный регенератор имеет противоположно направленные линии притока наружного воздуха и вытяжки удаляемого из помещения воздуха, роторный теплообменник имеет линию притока наружного воздуха, приточная и основная вытяжная камеры содержат входные и выпускные патрубки, кроме этого кондиционер содержит дополнительную вытяжную камеру горячего воздуха с входным и выпускным патрубками, отличающаяся тем, что система кондиционирования приточного воздуха содержит воздухораспределительную установку отработавшего в кондиционере удаляемого из помещения воздуха и доводчик температуры горячего воздуха, гибридная линия вытяжки горячего воздуха содержит входной и выпускной воздуховоды, адсорбционный роторный регенератор встроен в дополнительный роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера, а роторный теплообменник - в основной роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки, дополнительная вытяжная камера горячего воздуха размещена над горизонтальной промежуточной перегородкой кондиционера с охватом роторного теплообменника, который имеет гибридную линию вытяжки горячего воздуха, противоположно направленную линии притока наружного воздуха, при этом роторный теплообменник кондиционера обеспечивает нагревание приточного воздуха на перепад температур, образуемый между требуемой температурой приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор и температурой наружного воздуха на входе в роторный теплообменник, воздухораспределительная установка содержит всасывающий воздуховод, напорный воздуховод переменного сечения, содержащий по крайней мере два раздающих тройника различной пропускной способности, вентилятор вытяжки удаляемого из помещения воздуха, дополнительный вентилятор вытяжки удаляемого из помещения воздуха, всасывающий воздуховод соединен на входе с выпускным патрубком основной вытяжной камеры кондиционера и на выходе с всасывающим патрубком вентилятора вытяжки удаляемого из помещения воздуха, нагнетательный патрубок которого соединен с напорным воздуховодом воздухораспределительной установки, входной воздуховод гибридной линии вытяжки горячего воздуха выполнен с переменным сечением и содержит по крайней мере два собирающих тройника различной пропускной способности, раздающие и собирающие тройники одинаковой пропускной способности попарно соединены между собой раздающими воздуховодами, доводчик температуры горячего воздуха содержит приточную камеру горячего воздуха и вытяжную камеру удаляемого из помещения воздуха, разделенные между собой горизонтальной перегородкой с роторным каналом, роторный теплообменник, встроенный в роторный канал горизонтальной перегородки доводчика температуры горячего воздуха, приточная и вытяжная камеры доводчика температуры содержат входные и выпускные патрубки, входной воздуховод гибридной линии вытяжки горячего воздуха соединен на входе воздуховодом с выпускным патрубком приточной камеры доводчика температуры горячего воздуха и на выходе - с входным патрубком дополнительной вытяжной камеры кондиционера, напорный воздуховод воздухораспределительной установки на выходе соединен воздуховодом с входным патрубком вытяжной камеры доводчика температуры горячего воздуха, выпускной патрубок которой соединен воздуховодом со всасывающим патрубком дополнительного вентилятора вытяжки удаляемого из помещения воздуха, а выпускной патрубок дополнительной вытяжной камеры кондиционера соединен с выпускным воздуховодом гибридной линии вытяжки горячего воздуха, который на выходе соединен с всасывающим патрубком вентилятора вытяжки горячего воздуха, выпускной патрубок приточной камеры кондиционера соединен воздуховодом с всасывающим патрубком вентилятора притока наружного воздуха, при этом суммарный массовый расход удаляемого из помещения воздуха, распределяемый по раздающим воздуховодам, равен разности массовых расходов удаляемого из помещения воздуха на входе и выходе напорного воздуховода воздухораспределительной установки, а массовый расход удаляемого из помещения воздуха на выходе напорного воздуховода равен массовому расходу горячего воздуха на входе в систему кондиционирования, обеспечивающие смешение горячего и отработавшего в кондиционере удаляемого из помещения воздуха в собирающих тройниках входного воздуховода гибридной линии вытяжки горячего воздуха с получением требуемого диапазона изменения температуры смешанного воздуха на входе в дополнительную вытяжную камеру кондиционера и восьмикратного увеличения его массового расхода по сравнению с массовым расходом горячего воздуха на входе в систему кондиционирования

Несмотря на большое количество совпадающих признаков прототипа и заявляемого решения, отсутствие в прототипе отличительных признаков последнего не обеспечивает получение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей кондиционера приточного воздуха по следующим причинам.

Кондиционер приточного воздуха, принятый за прототип, имеет функциональные ограничения, которые не позволяют в холодный период года:

1. обеспечивать получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха в кондиционере до конечной температуры t₅=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₅=6,5 г/кг сух. возд. при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 (в долях ед.), влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд. и температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₁=8,5 г/кг сух. возд. без наличия в кондиционере гибридной линии вытяжки горячего воздуха;

2. получать приточный воздух с требуемыми параметрами без наличия в кондиционере гибридной линии вытяжки горячего воздуха, которая дополнительно требует для обслуживания кондиционера наличия вентилятора горячего воздуха и дополнительного вентилятора вытяжки удаляемого из помещения воздуха, вызывающих дополнительные энергозатраты в электроприводах, снижающие энергетическую эффективность кондиционера.

По п. 1 недостатков кондиционера приточного воздуха, принятого за прототип.

Кондиционер приточного воздуха, принятый за прототип, обеспечивает получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха только при наличии в нем гибридной линии вытяжки горячего воздуха, которая обеспечивает смешение отработавшего в кондиционере удаляемого из помещения воздуха с горячим воздухом при соотношении их массовых расходов 7:1 с получением восьмикратного увеличения массового расхода приточного воздуха в кондиционере по сравнению с массовым расходом горячего воздуха, имеющего при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, температуру на входе во входной воздуховод системы кондиционирования приточного воздуха, изменяющуюся в диапазоне t₁₅=131÷55,5°С, и изменяющуюся на входе в кондиционер после смешения в диапазоне t₂₂=40÷24°С.

По п. 2 недостатков кондиционера приточного воздуха, принятого за прототип.

Кондиционер имеет три воздушные линии (линию притока наружного воздуха, линию вытяжки удаляемого из помещения воздуха и гибридную линию вытяжки горячего воздуха), требующие для обслуживания кондиционера наличия трех основных вентиляторов и одного дополнительного вентилятора. Повышение энергетической эффективности кондиционера может обеспечить только заявляемый кондиционер, имеющий только две воздушные линии (линию притока наружного воздуха и линию вытяжки удаляемого из помещения воздуха), требующие для их работы наличия только двух вентиляторов.

Задача создания кондиционера приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием без наличия в нем гибридной линии вытяжки горячего воздуха для помещений общественных зданий, состояла в совершенствовании конструкции кондиционера - прототипа и получении технического результата - расширение функциональных возможностей кондиционера приточного воздуха.

Расширение функциональных возможностей заявляемого кондиционера приточного воздуха предусматривает:

1) получение в кондиционере нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха до конечной температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44 и влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционеров t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд., при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд. без наличия в кондиционере гибридной линии вытяжки горячего воздуха;

2) повышение энергетической эффективности кондиционера за счет образования энергосбережения (квтч) от устранения в нем гибридной линии вытяжки горячего воздуха.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что кондиционер приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием, содержащий приточную камеру и основную вытяжную камеру, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным роторными каналами и размещением основного роторного канала горизонтальной промежуточной перегородки на входе наружного воздуха в кондиционер, адсорбционный роторный регенератор с инвертором, имеющий противоположно направленные линии притока наружного воздуха и вытяжки удаляемого из помещения воздуха, роторный рекуператор-теплообменник с инвертором, имеющий линию притока наружного воздуха, адсорбционный роторный регенератор встроен в дополнительный роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера, а роторный теплообменник - в основной роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки, кроме этого кондиционер содержит дополнительную вытяжную камеру, размещенную над горизонтальной промежуточной перегородкой с охватом роторного теплообменника, отличающийся тем, что кондиционер содержит рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха, соединяющий основную вытяжную камеру кондиционера на ее выходе с дополнительной вытяжной камерой на ее входе, обеспечивающий проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру кондиционера с изменением ее направления с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное, при этом роторный теплообменник рекуперирует теплоту удаляемого из помещения воздуха дополнительной вытяжной камеры кондиционера и передает эту теплоту приточному воздуху, нагревая его на перепад температур, образуемый между требуемой температурой приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор и температурой наружного воздуха на входе в роторный теплообменник, обеспечивающие при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8, влагосодержания в диапазоне d₁=0,194÷6,23 г/кг сух. возд., при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и нагревании приточного воздуха до температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. образование безжидкостного роторного нагревания приточного воздуха - Liguidless Rotary Heating Inflow Air (LRHIA).

Алгоритм расчета параметров наружного, приточного, удаляемого из помещения воздуха, обеспечивающих в заявляемом кондиционере в холодный период года получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха до конечной температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8, влагосодержания в диапазоне d₁=0,194÷6,23 г/кг сух. возд, приведен в табл. 1.

Расширение функциональных возможностей кондиционера приточного воздуха в виде обеспечения получения в кондиционере нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха в холодный период года до конечной температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44 и влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании (d₄=8,5 г/кг сух. возд., при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд без наличия в кондиционере гибридной линии вытяжки горячего воздуха достигается за счет следующих преимуществ заявляемого решения.

1 Заявляемый кондиционер имеет линию вытяжки удаляемого из помещения воздуха, увлажненного парогенератором, проходящую через основную и дополнительную вытяжные камеры кондиционера, что обеспечивает возможность использования теплоты удаляемого из помещения воздуха, выходящего из основной вытяжной камеры, для нагревания приточного воздуха, которая в кондиционере - прототипе выбрасывалась в атмосферу.

Поскольку парогенератор не вызывает охлаждения увлажняемого воздуха, то на вход в адсорбционный роторный регенератор кондиционера подается увлажненный удаляемый из помещения воздух, имеющий

Таблица 1

Алгоритмы расчета параметров наружного, приточного и удаляемого из помещения воздуха, обеспечивающих в холодный период года в заявляемом кондиционере получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха до конечной температуры t₃=20, относительной влажности ϕ₃=0,44, и влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд., при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд

температуру t₄=23°С и влагосодержание d₄=8,5 г/кг сух. возд.,( в кондиционере - прототипе при адиабатическом увлажнении удаляемого из помещения воздуха t₄=16,5°С и d₄=10,6 г/кг сух. возд).

При полученных на входах в адсорбционный роторный регенератор влагосодержаниях удаляемого из помещения воздуха d₄=8,5 г/кг сух. возд. и приточного воздуха d₂=d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд. эффективность адсорбционного роторного регенератора по передаваемой влаге, определяемая по формуле (15) табл. 1, составит и является технически достижимой величиной.

При использовании адсорбционного роторного регенератора Woods эффективность регенератора по передаваемой теплоте согласно п. 20 табл. 1 составит Полученные значения эффективности регенератора позволяют получить по формуле (17) табл. 1, требуемые значения температуры приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор, t₂=11÷19,6°С, и по формуле (18) табл. 1, требуемые значения температуры удаляемого из помещения воздуха на выходе из адсорбционного роторного регенератора t₅=14÷22,6°С. Поскольку линия вытяжки удаляемого из помещения воздуха проходит и через дополнительную вытяжную камеру, то на входе в роторный теплообменник температура удаляемого из помещения воздуха будет равна t₆=t₅=14÷22,6°С

Указанное преимущество обеспечивается существенными признаками заявляемого решения.

2. В заявляемом кондиционере при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, и полученном значении температуры удаляемого из помещения воздуха на входе в роторный теплообменник t₆=14÷22,6°С не требуется наличие воздухонагревателя для дополнительного нагревания удаляемого из помещения воздуха, и не требуется наличие гибридной линии вытяжки горячего воздуха, так как диапазон изменения значений эффективности рекуперации теплоты роторным теплообменником (рекуператором №1) в заявляемом решении, рассчитанный в п. 25 табл. 1, составляет и является технически достижимым.

При этом роторный теплообменник рекуперирует теплоту удаляемого из помещения воздуха, проходящего через дополнительную вытяжную камеру, и передает эту теплоту приточному воздуху, нагревая его на перепад температур, образуемый между требуемой температурой приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор и температурой наружного воздуха на входе в роторный теплообменник. Отсутствие в кондиционере нагревателя удаляемого из помещения воздуха при работе роторного теплообменника с эффективностью, изменяющейся в технически достижимом диапазоне, обеспечивают в заявляемом кондиционере нулевое энергопотребление на нагревание приточного воздуха

Указанное преимущество обеспечивается существенными признаками заявляемого решения.

Значения параметров воздушных потоков в холодный период года по зонам заявляемого кондиционера приточного воздуха, представлены на фиг. 2.

Отсутствие в заявляемом кондиционере приточного воздуха воздухонагревателя, вызывающего энергозатраты, обеспечение нагрева приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор кондиционера до температуры t₂=11÷19,6°С за счет рекуперации рекуператором №1 теплоты удаляемого из помещения воздуха, имеющего температуру t₆=14÷22,6°С на входе в роторный теплообменник и передачи ее приточному воздуху, а также работа рекуператоров №1, №2 в технически достижимом диапазоне эффективностей рекуперации теплоты и влаги (для рекуператора №2) обеспечивает образование в кондиционере безжидкостного роторного нагревания приточного воздуха в холодный период года до конечной температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г /кг сух. возд. при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру

t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г /кг сух. возд. при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г /кг сух. возд. без наличия гибридной линии вытяжки горячего воздуха.

Расширение функциональных возможностей заявляемого кондиционера в виде повышения энергетической эффективности кондиционера достигается за счет следующих преимуществ заявляемого решения.

1. Заявляемый кондиционер имеет линию вытяжки удаляемого из помещения воздуха, проходящую через основную и дополнительную вытяжные камеры кондиционера, что требует для его работы наличия только двух основных вентиляторов (работа кондиционера-прототипа обеспечивается тремя основными вентиляторами и одним дополнительным вентилятором). При этом в заявляемом кондиционере обеспечивается энергосбережение от уменьшения суммарного расхода воздуха, проходящего через кондиционер.

В табл. 2 приведен расчет повышения энергетической эффективности, за счет устранения в кондиционере линии вытяжки горячего воздуха, которая имела место в кондиционере-прототипе. Величина повышения энергетической эффективности заявляемого кондиционера по сравнению с кондиционером - прототипом составляет ΔФ=36,4%.

Технический результат заявляемого изобретения обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.

Работоспособность заявляемого кондиционера с полученным техническим результатом во всем диапазоне отрицательных температур

наружного воздуха обеспечивается согласно п. 29 табл. 1 отсутствием размораживания ротора роторного теплообменника кондиционера, которое достигается наличием в кондиционере рециркуляционного канала, обеспечивающего соединение основной и дополнительной вытяжных камер кондиционера и проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру с изменением ее направления с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема заявляемого кондиционера приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием; на фиг. 2 - вертикальный разрез заявляемого кондиционера приточного воздуха с нумерацией зон тепловлажностного состояния воздушных потоков и их параметрами по зонам в холодный период года;

На фиг. 1-2 обозначено: ЛПНВ - линия притока наружного воздуха; ЛВУВ - линия вытяжки удаляемого из помещения воздуха.

Кондиционер приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием, содержащий приточную камеру 1 и основную вытяжную камеру 2, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой 3 с основным 4 и дополнительным 5 роторными каналами и размещением основного роторного канала 4 горизонтальной промежуточной перегородки 3 на входе наружного воздуха в кондиционер, адсорбционный роторный регенератор 6 с инвертором, имеющий противоположно направленные линии притока наружного воздуха и вытяжки удаляемого из помещения воздуха, роторный рекуператор-теплообменник 7 с инвертором, имеющий линию притока наружного воздуха, адсорбционный роторный регенератор 6 встроен в дополнительный роторный канал 5 горизонтальной промежуточной перегородки 3 кондиционера, а роторный теплообменник 7 - в основной роторный канал 4 горизонтальной промежуточной перегородки 3, кроме этого кондиционер содержит дополнительную вытяжную камеру 8, размещенную над горизонтальной промежуточной перегородкой 3 с охватом роторного теплообменника 7, отличающийся тем, что кондиционер содержит рециркуляционный канал 9 удаляемого из помещения воздуха, воздуха, соединяющий основную вытяжную камеру 2 кондиционера на ее выходе с дополнительной вытяжной камерой 8 на ее входе, обеспечивающий проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру 8 кондиционера с изменением ее направления с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное. При этом роторный теплообменник 7 рекуперирует теплоту удаляемого из помещения воздуха дополнительной вытяжной камеры 8 кондиционера и передает эту теплоту приточному воздуху, нагревая его на перепад температур, образуемый между требуемой температурой приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор 6 и температурой наружного воздуха на входе в роторный теплообменник 7, обеспечивающие при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8, влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд, при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и нагревании приточного воздуха до температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. образование безжидкостного роторного нагревания приточного воздуха - Liguidless Rotary Heating Inflow Air (LRHIA)

Заявляемый кондиционер приточного воздуха может работать в одном режиме.

Режим 1 кондиционирования приточного воздуха (фиг. 2), обеспечивающий получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха в холодный период года в кондиционере до конечной температуры приточного воздуха t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд., при температуре удаляемого из помещения воздуха t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 (в долях ед.) и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г /кг сух. возд. без наличия гибридной линии вытяжки горячего воздуха

Заявляемый кондиционер приточного воздуха в режиме 1 работает следующим образом.

Работают адсорбционный роторный регенератор 6 с инвертором в соответствии с расчетной эффективностью регенерации влаги, изменяющейся в диапазоне расчетной эффективностью рекуперации теплоты, изменяющейся в диапазоне и роторный теплообменник 7 с инвертором с расчетной эффективностью рекуперации теплоты, изменяющейся в диапазоне

Все изложенное, включая описание работы заявляемого кондиционера приточного воздуха, подтверждает возможность его использования в помещениях общественных зданий с получением высоких технических показателей по сравнению с известными кондиционерами приточного воздуха. Кроме того, как в источниках патентной и научно-технической информации, так и в помещениях общественных зданий такой кондиционер не встречался, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения всем критериям патентоспособности.

Перечень последовательностей

(состав кондиционера приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием)

1. Приточная камера кондиционера

2. Основная вытяжная камера кондиционера

3. Горизонтальная промежуточная перегородка кондиционера

4. Основной роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера

5. Дополнительный роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера

6. Адсорбционный роторный регенератор кондиционера

7. Роторный рекуператор-теплообменник кондиционера

8. Дополнительная вытяжная камера кондиционера

9. Рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха.

Заявляемое решение относится к области кондиционеров приточного воздуха для обслуживания помещений общественных зданий в холодный период года. Технический результат: получение нулевого энергопотребления на нагревание приточного воздуха в кондиционере до конечной температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44 и влагосодержания d₃=6,5 г/кг при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг, при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8 и влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг и повышение энергетической эффективности кондиционера. Кондиционер приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием, содержащий приточную камеру и основную вытяжную камеру, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным роторными каналами и размещением основного роторного канала горизонтальной промежуточной перегородки на входе наружного воздуха в кондиционер, адсорбционный роторный регенератор с инвертором, имеющий противоположно направленные линии притока наружного воздуха и вытяжки удаляемого из помещения воздуха, роторный рекуператор-теплообменник с инвертором, имеющий линию притока наружного воздуха. Адсорбционный роторный регенератор встроен в дополнительный роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера, а роторный теплообменник - в основной роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки. Кроме этого кондиционер содержит дополнительную вытяжную камеру, размещенную над горизонтальной промежуточной перегородкой с охватом роторного теплообменника. Кондиционер содержит рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха, соединяющий основную вытяжную камеру кондиционера на ее выходе с дополнительной вытяжной камерой на ее входе, обеспечивающий проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру кондиционера с изменением ее направления с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное. При этом роторный теплообменник рекуперирует теплоту удаляемого из помещения воздуха дополнительной вытяжной камеры кондиционера и передает эту теплоту приточному воздуху. 2 ил., 2 табл.

Кондиционер приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием, содержащий приточную камеру и основную вытяжную камеру, разделенные между собой горизонтальной промежуточной перегородкой с основным и дополнительным роторными каналами и размещением основного роторного канала горизонтальной промежуточной перегородки на входе наружного воздуха в кондиционер, адсорбционный роторный регенератор с инвертором, имеющий противоположно направленные линии притока наружного воздуха и вытяжки удаляемого из помещения воздуха, роторный рекуператор-теплообменник с инвертором, имеющий линию притока наружного воздуха, адсорбционный роторный регенератор встроен в дополнительный роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки кондиционера, а роторный теплообменник - в основной роторный канал горизонтальной промежуточной перегородки, кроме этого кондиционер содержит дополнительную вытяжную камеру, размещенную над горизонтальной промежуточной перегородкой с охватом роторного теплообменника, отличающийся тем, что кондиционер содержит рециркуляционный канал удаляемого из помещения воздуха, соединяющий основную вытяжную камеру кондиционера на ее выходе с дополнительной вытяжной камерой на ее входе, обеспечивающий проход линии вытяжки удаляемого из помещения воздуха через дополнительную вытяжную камеру кондиционера с изменением ее направления с противоположно направленного линии притока наружного воздуха на однонаправленное, при этом роторный теплообменник рекуперирует теплоту удаляемого из помещения воздуха дополнительной вытяжной камеры кондиционера и передает эту теплоту приточному воздуху, нагревая его на перепад температур, образуемый между требуемой температурой приточного воздуха на входе в адсорбционный роторный регенератор и температурой наружного воздуха на входе в роторный теплообменник, обеспечивающие при изменении температуры наружного воздуха в диапазоне t₁=(-30)÷10°С, относительной влажности ϕ₁=0,8, влагосодержания в диапазоне d₁=0,19÷6,23 г/кг сух. возд., при температуре удаляемого из помещения воздуха на входе в основную вытяжную камеру кондиционера t₄=23°С, влагосодержании d₄=8,5 г/кг сух. возд. и нагревании приточного воздуха до температуры t₃=20°С, относительной влажности ϕ₃=0,44, влагосодержания d₃=6,5 г/кг сух. возд. образование безжидкостного роторного нагревания приточного воздуха - Liguidless Rotary Heating Inflow Air (LRHIA)