Установка кондиционирования воздуха Советский патент 1984 года по МПК F24F3/06 

i Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию.воздуха и может быть использовало для создани и автоматического поддержания в обслуживаемом помещении или груйпе помещений заданной температуры и влажности воздуха, необходимых по технологическим и санитарно-гигиеническим условиям. Известна установка кондиционирования воздуха, содержащая расположенные по ходу воздуха секцию пер вого подогрева, кoнtaктный аппарат с циркуляционным жидкостным контуром и секцию второго подогрева, а также прямую и обратную магистрали тепловой сети, к которым при помощи индивидуальных прямых и обратных трубопроводов параллельно друг другу по теплоносителю присоединены се ции подогрева Л . Однако известная установка неэкономична и ненадежна в эксплуатации, так как в ней не используется для обработки воздуха тепло обратной сетевой воды после секций подогрева, отсутствует подогрев воды подаваемой в контактньм аппарат, из за чего необходима большая теплообменная поверхность секции первого .подогрева, что увеличивает аэродинамическое сопротивление установки а при малых тепловых нагрузках снижается надежность, так как возникае опасность замерзания секции первого подогрева из-за значительного снижения скорости движения теплог осителя в трубках. Цель изобретения - повышение эко номичности и надежности. Указанная цель достигается тем, что установка кондиционирования воздуха, содержащая расположенные по ходу воздуха секцию первого подогрева, контактный аппарат с циркуляционным жидкостным контуром и секцию второго подогрева, а также прямую и обратную магистрали тепло,вой сети, к которым при помощи индиввдуальных прямых и обратных трубопроводов параллельно друг другу -7 по теплоносителю присоединены секци .подогрева, снабжена дополнительным трубопроводом и регулирующим и двух позиционным клапаном, причем первый . клапан установлен на подающем трубопроводе секции первого подогрева а второй - на обратном трубопроводе 02 секции второго подогрева, дополнительньй трубопровод подсоединен по ходу теплоносителя одним концом к обратному трубопроводу секции второго подогрева до клапана, другим концом - к подающему трубопроводу секции первого подогрева после регулирующего клапана. Кроме того, установка снабжена воздухоподогревателем, который размещен в потоке воздуха между секцией первого подогрева и контактным аппаратом и присоединен к подающему трубопроводу секции первого подогрева до регулирующего .клапана по ходу теплоносителя и к обратному трубопроводу секции второго подогрева - перед местом подсоединения к нему дополнительного трубопровода. Установка содержит водоводяной подогреватель, включенный в циркуляционный контур контактного аппарата. При этом водоводяной подогреватель присоединен к подающему трубопроводу Секции первого подогрева до регулирующего клапана по ходу теплоносителя и к обратному трубопроводу секции второго подогрева перед местом присоединения к нему дополнительного трубопровода, либо водоводяной подогреватель размещен в линии связи воздухоподогревателя с обратным трубопроводом секции второго подогрева. На фиг. 1 показана установка кондиционирования воздуха с дополнитель ным трубопроводом у секции первого подогрева и с водоводяным подогревателем, включенным в циркуляционный жидкостный контур контактного аппарата; на фиг. 2 - установка кондиционирования воздуха с дополнителъ ным трубопроводом и воздухоподогревателем; на фиг. 3 - установка кондиционирования воздуха по фиг. 2, но с водоводяным подогревателем в циркуляционном жидкостном контуре контактного аппарата. Установка кондиционирования воздуха содержит расположенные по ходу воздуха секцию 1 первого подогрева, контактный аппарат 2 (на чертеже показана оросительная камера, вместо нее могут быть использованы контактные аппараты: пленочные с насадками регулярной структуры, пленочные с насадками из объемных заполнителей, с

вращающимися распылителями, с роторной насадкой, эрлифтные,пенные и т.п.) с циркуляционным жидкостным контуром, состоящим из прямого трубопровода 3, обратного трубопровода 4 и насоса 5, и секцию 6 второго подогрева, а также прямую и обратную магистрали 7 и 8 тепловой сети, к которым при помощи индиви-. дуальных прямых трубопроводов 9 и 10 и обратных трубопроводов 11 и 12 параллельно друг другу по теплоносителю присоединены секции 1 и 6 подогрева. Установка снабжена дополнительным трубопроводом 13 и регулирующим и двухпозиционным клапанами 14 и 15, причем первый клапан 14 установлен на подающем трубопроводе 9 секции 1 первого подогрева, а второй клапан 15 - на обратном трубопроводе 12 секции 6 второго подогрева. Дополнительный трубопровод 13 подсоединен по ходу теплоносителя одним концом к обратному трубопроводу 12 секции 6 второго подогрева до клапана 15, другим концом - к подающему трубопроводу 9 секции первого подогрева пос регулирующего клапана 14.

Установка кондиционирования воздуха может быть снабжена воздухоподогревателем 16 (фиг. 2 и 3), который размещен в потоке воздуха между секцией 1 первого подогрева и контактным аппаратом 2 и присоединен к подающему трубопроводу 9 секции 1 первого подогрева трубопроводом 17 до регулирующего клапана 14 по ходу теплоносителя и к обратному трубопроводу 12 секции 6 второго подогре трубопроводом 18 (фиг. 2) - перед местом присоединения к нему дополнительного трубопровода 13. Установка может также содержать водоводяной подогреватель 19 (фиг. 1 и 3), вклю ченньм в циркуляционный контур контактного аппарата 2 прямым и обратHbw трубопроводами 20 и 21. По теплоносителю водоводяной подогревател 19 может быть присоединен прямым трубопроводом 22 к подающему трубопроводу 9 секции 1 первого подогрева до регулирующего клапана 14 по ходу теплоносителя и обратным трубопроводом 23 к обратному трубопроводу 12 секции 6 второго подогрева перед местом подсоединения к нему дополнительного трубопровода

13 (фиг. 1). Водоводяной подогреватель 19 может быть также размеще по теплоносителю в линии связи воздухоподогревателя 16 с обратным трубопроводом 12 секции 6 второго подогрева (фиг 3).

Во втором случае (фиг. 3) подающий трубопровод 22 водоводяного подогревателя 19 соедин.ен с обратным трубопроводом 18 воздухоподогревателя 16, а обратный трубопровод 23 соединен с обратньм трубопроводом 12 секции 6 второго подогрева перед местом присоединения к нему дополнительного трубопровода 13. Перемещение воздуха через элементы установки кондиционирования воздуха и подача обработанного приточного воздуха в обслуживаемое помещение 24 осуществляется вентилятором 25. Для регулирования расхода теплоносителя в установке используются два р.егулирующих клапана 26 и 27. Регулирующий клапан 26 может быть установлен на обратном трубопроводе 23 водоводяного подогревателя 19 (фиг. 1) или на обратном трубопроводе 18 воздухоподогревателя 16 (фиг. 2 и 3), а также на подающих трубопроводах воздухоподогревателя или водоводяного подогревателя (не показано). Регулирующий клапан 27 может быть установлен на обратном трубопроводе 12 секции 6 второго подогрева до подключения к нему трубопроводов 18 или 23 (фиг. 1-2) или на прямом трубопроводе секции 6 второго подогрева (не показано). Для местного регулировани расхода воды через водоводяной подогреватель 19 на трубопроводе 3 может быть установлена задвижка 28 (или вентиль) между присоединенными к нему трубопроводами 20 и 21 (фиг. 1 и 3). Для исключения протока теплоносителя через секцию 1 первого подогрева в летний период года на трубопроводе 11 может быть предусмотрен вентиль 29 (или задвижка). Вместо вентиля 29 может быть установлен двухпозиционный клапан, взаимообратный с двухпозиционным клапаном 15, либо вместо клапана 15 и вентиля 29 может быть установлен двухпозиционный трехходовой клапан (не показан). Подвод колодной воды от системы холодоснабжения в циркуляционный жидкостный контур контактного аппарата 2 может быть выполнен

любым известным способом, например (фиг. 1-3) через регулирующий трехходйвой клапан 30, к одному из каналов которого подключен трубопровод 31 холодной воды. Для возврата отепленной воды в систему холодоснабжения в поддоне контактного аппарата 2 может быть предусмотрено переливное устройство, к которому подсоединяется трубопровод 32 отепленной воды. Для поддержания в теченце круглого года температуры теплоносителя на входе в секцию 6 второго подогрева на постоянном

уровне (обычно 60-70°С) в установке кондиционирования воздуха на трубопроводе 10 может быть предусмотрен трехходовой клапан 33. В этом случае трубопровод 10 подсоединяется к выходному каналу трехходового клапана 33, один входной канал которого подсоединяется к прямой магистрали 7 тепловой сети, а второй входной канал - к трубопроводу 23 водоводяного подогревателя 19 (фиг. 1) или к трубопроводу 18 возд хоподогревателя 16 (фиг. 2 и 3) по ходу теплоносителя после регулирующего клапана 26 посредством трубопрвода 34 с установленным на нем обратным клапаном 35. За контактным аппаратом 2 в потоке воздуха вмонтирован датчик 36 температуры, либо в обслуживаемом помещении 24 установл датчик 37 влажности, связанный через регулятор 38 и блок 39 управления с регулирующими клапанами 26 и 30. В обслуживаемом помещении 24 установлен датчик 40 температуры, связанный через регулятор 41 и блок

42управления с регулирующим клапа ном 27. Датчики 37 и 40 могут быть

установлены в приточном воздуховоде (не показано).Для регулирования расхода воды, подаваемой в контактный аппарат 2, на прямом трубопроводе контактного аппарата может быть предусмотрен регулирующий клапан, подключенный к блоку управления регулирующим клапаном секции второг подогрева, например,.к блоку 42 (не показано). На прямом трубопроводе 10 секции 6 второго подогрева по ходу теплоносителя после трехходового клапана 33 установлен датчик

43температуры теплоносителя, связанный через регулятор 44 и блок

45 управления с трехходовьм клапано

33, Перед секцией 1 первого подогрева в потоке воздуха вмонтирован датчик 46 температуры, а на обратном трубопроводе 11 секции 1 первого подогрева смонтирован датчик 47 температуры теплоносителя. Датчики 46 и 47 температуры связаны через репулятор 48 и блок 49 управления с регулирующим клапаном 14 и двухпозиционным клапаном 15. Наружный воздух поступает в установку кондиционирования воздуха через воздухзабор 50.

Установка может включать также частично или полностью воздушньй фильтр 51, воздушные регулирующие клапаны 52 и 53, установленные на каналах 54 и 55 наружного и рециркуляционного воздуха и подключенные к блоку 39 управления, датчики 56 и 57 температуры (фиг. 2 и 3), связанные через регулятор 38 и блок 39 управления с регулирующим клапан 26, для защиты воздухоподогревателя 16 от замерзания, дроссельную шайбу 58 (фиг. 1 и 2) для создания перепада давлений теплоносителя в трубопроводах 12 и 34.

Установка кондиционирования воздуха при выполнении ее прямоточной работает следующим образом (клапан 53 и канал 55 отсутствуют, клапан 52 открыт полностью).

Наружный воздух забирают через воздухозабор 50 и последовательно пропускают через воздушный фильтр 5 секцию 1 первого подогрева, воздухонагреватель 16 (фиг. 2 и 3), контактный аппарат 2, секцию 6 второго подогрева. Обработанный в перечисленных устройствах воздух вентилятором 25 подают в обслуживаемое помещение 24.

Влажность приточного воздуха поддерживается автоматически блоком 39 по команде датчика 36 температуры точки росы или датчика 37 влажности через регулятор 38 путем воздействия на клапан 26, который измеряет расход теплоносителя через водоводяной подогреватель 19 (фиг.Г или через воздухоподогреватель 16 (фиг. 2 и 3), или на трехходовой клапан 30, который изменяет расход холодной воды, поступающей от трубопровода 31 в циркуляционный жидкостный контур контактного аппарата 2. При понижении влажности воздуха

по сигналу датчика 36 (или 37) регулятор 38 подает команду на открытие клапана 26. Открытие клапана 26 происходит импульсно до тех пор, пока влажность воздуха в месте установки датчика не достигнет заданной величины. При повышении влажности воздуха регулятор 38 импульоно закрывает клапан 26. При полном закрытии клапана 26 привод обесточивается, одновременно с этим подготавливается цепь для открытия трехходового клапана 30 по каналу холодной воды от трубопровода 31. При дальнейшем повышении влажности воздуха регулятор 38 по сигналу датчика 36 (или 37) импульсно открывает канал холодной воды и закрывает канал рециркуляционной воды от трубопровода А трехходового клапана 30. При понижении влажности воздуха регулирование происходит в обратном порядке, т.е. сначала перекрывается канал холодной воды и открывается канал рециркуляционной воды клапана 30, затем открывается клапан 26, При закрытом канале холодной воды трехходового клапана 30 обработка воздуха в контактном аппарате 2 осуществляется рециркуляционной водой посредством насоса 5, подогреваемой в водоводяном подогревателе 19, либо без подогрева ее при закрытом клапане 26 (фиг. 1 и 3) или отсутствии в установке водоводяного подогрвателя (фиг. 2).

Температура приточного воздуха поддерживается автоматически блоком 42 по сигналу датчика 40 температуры через регулятор 41 путем воздействия на клапан 27, который изменяе расход теплоносителя через секцию 6 второго подогрева. При понижении температуры воздуха в помещении 24 по сигналу датчика 40 регулятор 41 через блок 42 подает команду на открытие клапана 27. Открытие клапана 27 происходит импульсно до тех пор, пока температура воздуха в месте установки датчика 40 не достинет заданной величины. При повышении температуры воздуха регулятор 41 по сигналу датчика 40 импульсно закрывает клапан 27.

Температура теплоносителя в прямом трубопроводе- 10 секции 6 второго подогрева поддерживается автоматически на постоянном -заданном уровне

(обычно 60-70°С)блоком 45 по сигналу датчика 43 .температуры через регулятор 44 путем воздействия на трехходовой клапан 33, который меняет соот5 ношение расходов теплоносителя, поступающих от магистрали 7 и трубопровода 34, т.е. из прямой магистрали тепловой сети и из обратного трубо провода 23 водоводяного подогрева теля 19 (фиг. 1), либо из обратноготрубопровода 18 воздухоподогревателя 16 (фиг. 2 и 3). При температуре теплоносителя в трубопроводе 10 ниже заданной величины регулятор 44

5 по сигналу датчика 43 подает команду на открытие канала от магистрали 7 и закрытие канала от трубопровода 34 трехходового клапана 33. Регулирование ведется импульсно до тех

0 пор, пока температура теплоносителя в трубопроводе 10 не достигнет заданной величины. При температуре теплоносителя в трубопроводе 10 выше заданной регулятор 44 по сигналу

датчика 43 импульсно закрывает канал от магистрали 7 и открывает канал от трубопровода 34 трехходового клапана 33.

Для исключения протока сетевого

0 теплоносителя из магистрали 7 в трубопровод 12 через трехходовой клапан 33, когда закрыт клапан 26 (например, в летний период), минуя секцию 6 второго подогрева, на трубопроводе 34 установлен обратный клапан 35.

Температура сетевого теплоносителя, поступающего из установки кондиционирования воздуха в обратную

0 магистраль 8 тепловой сети по трубопроводу 11, в холодный период года поддерживается автоматически на заданном минимальном уровне (на.пример, 5-10 с) блоком 49 по сигналу

5 датчика 47 температуры, установленного на трубопроводе 11, через регулятор 48 путем воздействия на регулирующий клапан 14, который изменяет расход теплоносителя, поступающего по трубопроводу 9 в секцию первого подогрева 1 из прямой магистрали 7 тепловой сети. Узел регулирования включается в работу по сигналу датчика 46, установленного в,потоке воздуха перед секцией первого подогрева 1 и настроенного на заранее выбранную .температ-уру (например, ) . При температуре воздухй перед секцией 1 первого подогрева ниже заданной блок 49 управления по сигналу датчика 46 через регулятор 48 закрывает двухпозиционный клапан 15, в ре зультате чего весь сетевой теплоноситель, поступающий в установку кондиционирования воздуха из прямой магистрали 7 тепловой сети, пропуска ется через секцию 1 первого подогрев В холодный период года вентиль 29 устанавливается в открытое положение. При температуре теплоносителя в трубопроводе 11 Hiftce заданной регу лятор 48 подает команду по сигналу датчика 47 на открытие клапана 14, Открытие клапана 14 ведется импульсно до тех пор, пока температура теплоносителя в трубопроводе 11 не достигнет заданной величины. При повышении температуры теплоносителя в трубопроводе 11 вьше заданной регулятор 48 по сигналу датчика 47 импульсно закрывает регулирующий клапан 14. Настройка регулятора 48 и подбор теплоиспользующего оборудования установки производятся таким образом, чтобы максимально сократить периоды открытия клапана 14. Секция 1 первого подогрева по теплоносителю установлена, после всех остальных теплоиспользующих элементов установки кондиционирования воздуха (водоводяного подогревателя 19, секции 6 второго подогрева и воздухоподогревателя 16) и впереди указанных элементов по воздуху (здесь учитьгаается, что водоводяной подогреватель 19 относится к теплоснабжению контактного аппарата 2). Это позвол ет максимально снизить температуру сетевого теплоносителя, возвращаемого из установки в тепловую сеть, за счет подогрева обрабатываемого воздуха, имеющего на входе в установку самую низкую температуру в холодный период года. При этом сокрапрется общий расход теплоносителя на установку, не обеспечивается скорость движения теплоносителя в трубках секции первого подогрева на достаточно высоком уровне в течение всего периода его использования. Пр температуре воздуха перед секцией. 1 первого подогрева выше заданной регулятор 48 по сигналу датчика 46 открывает двухпозиционный клапан 15 и переводит регулирующий клапан в полностью закрытое положение. Пос ле этого узел регулирования отк.гаочается. При переводе установки кондиционирования воздуха на летний режим целесообразно закрыть вентиль 29. Охлажденный в водоводяном подогревателе 19 (фиг. 1) или в воздухоподогревателе 16 (фиг. 2 и 3) теплоноситель, приходящий через регулирующий клапан 26, может поступать как непосредственно в трубопровод 12 (фиг. 1 - по трубопроводу 23, фиг. 2 - по трубопроводу 18), так и использоваться вторично; для нагрева воздуха в секции 6 второго подогрева при открытом клапане 27 и температуре сетевого теплоносителя в подающей магистрали 7 тепловой сети выше заданной, поддерживаемой регулятором 44 по сигналу датчика 43 в трубопроводе 10 (фиг. 1-3) для подогрева воды, подаваемой в контактный аппарат 2, в водоводяном подогревателе 19 (фиг. 3). Поток теплоносителя по трубопроводам 10,12 и 34 через клапаны 27, 33 и 35 и секцию 6 второго подогрева обеспечивается за счет гидравлического сопротивления дроссельной шайбы 58 (фиг. 1 и 2), или водоводяного подогревателя 19 (фиг. 3). Поскольку контактный аппарат 2 по ходу воздуха установлен перед местом размещения датчика 36 (или 37), то регулирование расхода теплоносителя через водоводяной подогреватель 19 (фиг. 3) не требуется, так как общее регулирование обеспечивает клапан 26. Функции узла защиты от замерзания секции 11 первого подогрева выполняет узел регулирования температуры теплоносителя в трубопроводе 11 в процессе своей нормальной работы. Поэтому устройство самостоятельного узла защиты секции 1 первого подогрева от замерзания не требуется. Если по условиям эксплуатации установки требуется защита воздухоподогревателя 16 (фиг. 2 и 3) от замерзания, она может быть выполнена любым известным способом. Например, по команде датчика 56 на входе воздуха в воздухоподогреватель 16 при температуре воздуха ниже -f3°C включается в работу датчик 57 температуры теплоносителя в трубопроводе 18. При температуре ниже задан ной величины (обычно Э0-35°С) блок 39 по сигналу датчика 57 через регу лятор 38 открывает клапан 26 для по догрева Воздухоподогревателя 16 на определенный промежуток времени, по Истечении которого воздействие на клапан 26 прекращается. При использовании рециркуляции воздуха из обслуживаемого помеще- ния установка кондиционирования воз духа работает следующим образом. Наружный воздух или смесь наружного и рециркуляционного воздуха последовательно пропускают через воздушный фильтр 51, секцию 1 перво подогрева, воздухоподогреватель 16 (фиг. 2 и 3), контактный аппарат 2, секцию 6 второго подогрева- и вентилятором 25 подают, в обслуживаемое помещение 24. Влажность приточного воздуха под держивается автоматически блоком 39 по сигналу датчика 36 (или 37) через регулятор 38 путем воздействи на клапаны 26,30,52 и 53. При влажности воздуха вьше заданной ло сигналу датчика 36 (или 37) регулятор 38 импульсно закрывает клапан 26. При полном закрытии клапана 26 привод обесточивается, одновременно с этим подготавливается цепь клапанов 52 и 53, первый из которых до этого имел минимально установленное откры тие, а второй - максимальное. При дальнейшем повышении влажности возд ха регулятор 38 по сигналу датчика 36 (или 37) синхронно импульсно открывает клапан 52 и закрывает клапан 53. При полном открытии клапана 52 и закрытии клапана 53 привод обесточивается, одновременно с этим подготавливается цепь трехходового клапана 30. При дальнейшем повышении влажности воздуха регулятор 38 по сигналу датчика 36 (или 37) импульсно открывает канал холодной воды трехходового клапана 30. При понижении влажности воздуха регулирование осуществляется в обратном порядке.. Работа остальных узлов установки аналогичнаработе соответствующих узлов вышеописанной прямоточной установки кондиционированиявоздуха. . Предлагаемая установка позволяет за счет максимального использования теплового потенциала сетевого- теп-, лоносителя в холодный период года снизить общий его расход на установку в 1,5-2 раза с соответствующим снижением эксплуатационных расходов на теплоснабжение, уменьшить аэродинамическое сопротивление установки на 20-30% за счет сокращения поверхности секции первого подогрева. Увеличивается надетшость работы установки кондиционирования воздуха благодаря стабилизации температуры теплоносителя в обратном трубопроводе секции первого подогрева в холодный период года на постоянном уровне, что снижает возможность замерзаний теплоносителя в трубках секции первого подогрева.

45

w

V i-pi . Jfl 4;4 W -i

39 Фиг I

1. УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая расположенные по ходу воздуха секцию первого подогрева, контактный аппарат с циркуляционным жидкостным контуром и секцию второго подогрева, а также прямую и обратную магистрали тепловой сети, к которым при помощи индивидуальных прямых и обратных трубопроводов параллельно друг другу по теплоносителю присоединены секции подогрева, отлп чающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, установка снабжена дополнительным трубопроводом и регулирующим и двухпозиционным клапанами, причем первый клапан установлен на подающем трубопроводе секции первого подогрева, а второй - на обратном трубопроводе секции второго подогрева, дополнительный трубопровод подсоединен по ходу теплоносителя одним концом к обратному трубопроводу секции второго подогрева до клапана, другим концом - к подающему трубопроводу секции первого подогрева после регулирующего клапана. 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена воздухоподогревателем, который размещен в потоке воздуха между секцией первого подогрева и контактным аппаратом и присоединен к подающему трубопроводу секции первого подогрева до регулирующего клапана по .ходу теплоносителя и к обратному трубопроводу секции второго подогрева перед местом подсоединения к нему дополнительного трубопровода. 3.Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит водоводяной подогреватель, включенный в циркуляционный контур контактного аппарата. 4.Установка по п. 3, отличающаяся тем, что водоводя- ной подогреватель присоединен к подающему трубопроводу секции перво00 го подогрева до регулирующего клапана по ходу теплоносителя и к обрата ному трубопроводу секции второго по4 догрева перед местом подсоединения к нему дополнительного трубопровода. 5. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что водоводя-. ной подогреватель размещен в линии связи воздухопхздогревателя с обраТ ным трубопроводом секции второго подогрева.