Система кондиционирования воздуха Советский патент 1990 года по МПК F24F3/00 

31

Изобретение относится к обработке воздуха, преимущественно к кондиционированию воздуха с использованием в качестве источника холодоснабжения абсорбционной холодильной машины.

Цель изобретения - повышение качества обработки воздуха.

На фиг. 1 показана функциональная схема системы кондиционирования воздуха; на фиг. 2 - процессы оптимальной обработки воздуха на I-d-диаг- рамме.

Система кондиционирования воздуха содержит включенные в контур 1 циркуляции холодоносителя оросительную камеру 2 и испаритель 3 абсорбционной холодильной машины, и включенные в водяной циркуляционный контур 4 поверхностный подогреватель 5 воздуха, абсорбер б, конденсатор 7 и генератор 8 холодильной машины.

Система содержит также теплообменник-регенератор 9, дроссельный вентиль 10, воздуховод 11 наружного воздуха, насос 12 испарителя.

Дополнительно устройство содержит основной обводной воздуховод 13 подключенный в направлении перемещения возруха к входу оросительной камеры 2 и к выходу поверхностного подогревателя 5 воздухаs дополнительные обводные воздуховоды 14 и 15 оросительной камеры и подогревателя, воздушны клапаны 1б-18г установленные на упомянутых воздуховодахs и воздушные клапаны 19-21 на наружном воздуховоде 11, размещенные между точками присоединения дополнительных воздуховодов, регулятор 22 производительности насоса 12 испарителя 3, регулирующие клапаны контура 1 циркуляции холодоносителя и водяного циркуляционного контура 4, датчики 26-31 температуры, вгалосодержания и относительной влажности наружного и приточного воздуха, датчик 32 энтальпии наружного воздуха, электронный процессор 33, включающий последоватепь- но соединенные подсистемы сбора информации, анализа информации и фоомироваНия управляющих воздействий и дополнительный испаритель 37, причем выходы всех датчиков подключены к входам подсистемы 34 сбора информации, выходы подсистемы 36 формирования управляющих воздействий соединены с воздушными и регулирующими клапанами 16-21 и Z3-25 и регу

0

5

0

5

0

5

5

0

5

лятором 22 производительности насоса 12, дополнительный испаритель 37 подключен к источнику 38 сбросной теплоты, а генератор 8 холодильной машины соединен подводящим 39 и отводящим 40 трубопроводами теплоносителя „

Система содержит также вентилятор 41, насос 42 в циркуляционном контуре 4, трубопроводы 43 и 44 системы оборотного водоснабжения холодильной машины, подключенные к регулирующим клапанам 24 и 25: воздушные клапаны 16-21 снабжены приводами 45-50, а регулирующие клапаны 23-25 - приводами 51-53.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом.

Наружный воздух поступает в систему кондиционирования воздуха по воздуховоду 11, далее в зависимости от режима работы системы он проходит обработку в оросительной камере 2, затем в подогревателе 5 или перепускается по обводным каналам , последовательно проходя обработку в подогревателе 5 и камере 2, и подается вентилятором 41 потребителю.

В генераторе 8 круглогодично работающей абсорбционной холодильной машины при помощи теплоносителя, подводимого и отводимого по трубопроводам 39 и 40, из раствора выпаривается хладагент. Далее пары хладагента поступают в конденсатор 7, где переходят в жидкое состояние, отдавая теплоту фазового перехода циркулирующей в контуре 4 воде. Из конденсатора 7 жидкий хладагент через дроссельный вентиль 10 поступает в испаритель 3, где испаряется при низких температуре и давлении испарения, отбирая теплоту от хладоносителя, циркулирующего через испаритель 3 и оросительную камеру 2, а при отсутствии потребности в холоде для обработки воздуха жидкий хладагент поступает в дополнительный испаритель 37Р отбирая теплоту от источника 38 сбросной теплоты. После испарителя парообразный хладагент поступает в абсорбер 6, где поглощается слабым раствором, поступающим сюда из генератора 8 через теплообменник-регенератор 9. Выделяющаяся а абсорбере 6 теплота передается воде, циркулирующей в контуре 4. После абсорбера 6 крепкий раствор поступает через теллообменник- регенератор 9 в генератор 8. Циркулирующая в контуре k вода подается насосом и 2 в подогреватель 5, при этом часть ее при необходимости может поступать на дополнительное охлаждение в систему оборотного водоснабжения абсорбционной холодильной машины через клапаны 2k и 25 по трубопроводам k$ и kk,

Сигналы от датчиков температуры 26 и 29, вгалосодержания 27 и 30, энтальпии 32 и относительной влажности 28 и 31 постоянно поступают к электронному процессору 33. По сигналам датчиков контролируется точность поддержания параметров приточного воздуха, выбирается и обеспечивается оптимальный по критерию минимума энергозатрат алгоритм обработки воздуха путем подачи сигналов от подсистемы 36 формирования воздействий к регулирующим клапанам 16-21, 23-25 и к регулятору 22 производительности насоса 12.

Процессы оптимальной обработки водуха при помощи системы кондиционирования представлены на фиг. 2, на которой обозначены области I-IX расположения параметров наружного воздуха, каждой из которых соответствует определенный алгоритм обработки воздуха, буквой Н обозначены точки, характеризующие текущие состояния наружного воздуха, четырехугольник ABCD ограничивает область расположения параметров приточного воздуха, точка X соответствует минимальной температуре хладоносителя.

При расположении параметров наружного воздуха в области I (фиг. 2), ограниченной линией постоянного вла- госодержания и прямой ХЕ (верхняя граница), однозначно заданной уравнением прямой, проходящей через две точки X и С с известными параметрами клапаны 19-21 открыты, клапаны 16-18 закрыты, клапаны 2k и 25 регулируют соотношение расхода нагретой в абсорбере 6 и конденсаторе 7 воды через подогреватель 5 и систему оборотного водоснабжения, клапан 23 пропускает весь хладоноситель чере з испаритель 3 абсорбционной холодильной машины, регулятор 22 обеспечивает поддержание максимально допустимого влагосо- держания приточного воздуха dfc путем изменения производительности насоса 12. В этом режиме наружный воздух

0

5

0

5

охлаждается и осушается по политропе в оросительной камере 2 хлэдоносите- лем, имеющим минимальную температуру, до достижения влагосодержания dc, затем нагревается в подогревателе 5 до достижения температуры точки С и подается потребителю.

При расположении параметров наружного воздуха в области II, ограниченной линией постоянной энтальпии 1С и прямой ХЕ (нижняя граница), положение клапанов и 16-18 не изменяется, подогреватель 5 посредством клапанов 2k и 25 отключен от контура k, при этом циркулирующая в этом контуре вода охлаждается в системе оборотного водоснабжения. Наружный воздух охлаждается и осушается по политропе в камере 2 до температуры tBC и влагосодержания dc, соответствующих точке С, что обеспечивается перепуском части хладоносителя при помощи клапана 23 мимо испарителя 3 и соответствующим изменением производительности насоса 12.

При расположении параметров наружного воздуха в области III, ограниченной линиями постоянной энтальпии

0

5

0

5

0

5

10 и туры

-6 - ь с

линией постоянной темпера- , положение регулирующих

клапанов 16-21, 2k и 25 остается таким же, как в предыдущем режиме, абсорбционная холодильная машина не работает.

Наружный воздух адиабатически охлаждается и увлажняется в оросительной камере 2 до достижения постоянной температуры, при этом относительная влажность приточного воздуха может колебаться в заданных пределах от Ц А,6 до ц дс

При переходе параметров наружного воздуха в область IV, ограниченную линиями постоянной энтальпии I & и 1А и кривой .В , наружный воздух обрабатывается так же как в предыдущем режиме, с той разницей, что адиабатическое охлаждение и увлажнение происходят до достижения воздухом относительной влажности Cf , а температура приточного воздуха может колебаться в заданных пределах от tAtp до tbc .

При расположении параметров наружного воздуха в области V наружный воздух тепловлажностной обработке не подвергается.

15

20

При расположении параметров наружного воздуха в пределах области VI, ограниченной линиями постоянного вла- госодержания d, и dc и кривой c , и в пределах области VII, ограниченной линиями d., dj,, , наружный воздух нагревается в подогревателе 5 в первом случае до относительной влажности сррс в° втором - JQ до температуры t . При этом подвод воды в оросительную камеру 2 прекращен, испаритель 3 от контура отключен, а испарение хладагента происходит в нем с отбором теплоты фазового перехода от источника 38 сбросной теплоты.

При переходе параметров наружного воздуха в область VIII, ограниченную линиями du, IA и 1К, где IK- является энтальпией точки пересечения линии dд с кривой I 100%, наружный воздух адиабатически охлаждается в оросительной камере 2 до достижения влагосодержания dft, а затем 25 нагревается в подогревателе 5 до температуры tAiD ,испарение хладагента также происходит за счет отбора теплоты or источника 38.

При переходе параметров наружного 30 воздуха в область IX энтальпия наружного воздуха меньше, чем энтальпия при обработке наружного воздуха в предыдущих режимах, т.е. невозможно обеспечить поддержание параметров приточного воздуха в заданных пределах (четырехугольник, ABCD). 8 этом режиме воздействием подсистемы 36 Обеспечивается открытое положение клапанов 16-18 и закрытое положение Клапанов 19-21. Поступающий по воздуховоду 21 наружный воздух подается по обводному воздуховоду 1 к подогревателю 5, где нагревается при постоянном влагосодержании до состоя- 45 ния, характеризуемого точкой на линии постоянной энтальпии 1д, затем по воздуховоду 11, обводному воздуховоду 13, воздуховоду 11 подается к оросительной камере 2, где адиабатически охлаждается и увлажняется до параметров точки А, характеризующей состояние приточного воздуха с минимально допустимой температурой

15 86088

обводному воздуховоду 15, воздуховоду 11 воздух поступает к всасывающему патрубку вентилятора П, а затем - к потребителю. Испарение хладагента в этом режиме также происхо- за счет тепла от источника 38.

дит

i

При переходе параметров наружного воздуха из области IX в область VII или VIII, а затем в области IV, V, VII, II или III положение клапанов 16-21 не изменяется, а при дальнейшем переходе параметров наружного воздуха в область I, когда требуется предварительное искусственное охлаждение наружного воздуха в оросительной камере 2 с последующим нагревом в подогревателе 5, открываются клапаны 19-21 и закрываются клапаны 16-18.

Формула изобретения

Система кондиционирования воздуха содержащая включенные в контур цирку ляции хладоносителя оросительную камеру и испарите-ль абсорбционной холодильной машины и включенные в водяной циркуляционный контур поверхностный подогреватель воздуха, абсорбер, конденсатор и генератор этой же машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества

40

35 обработки воздуха и снижения энергозатрат, система дополнительно содержит основной обводной воздуховод, подключенный в направлении перемещения воздуха к входу оросительной камеры и к выходу поверхностного подогревателя воздуха, дополнительные обводные воздуховоды оросительной камеры и подогревателя, воздушные клапаны, установленные на упомянутых воздуховодах и воздушные клапаны на наружном воздуховоде, размещенные между точками подсоединения дополнительных воздуховодов, регулятор производительности насоса испарителя, регулирующие клапаны контура циркуляции холодоносителя и водяного циркуляционного контура, датчики температуры, влагосодержания и относительной влажности наружного и приточного воздуха, датчик энтальпии наружного воздуха, электронный процессор, включающий госледовательно соединенные подсистемы сбора информации, анализа информации и формирования управляющих

50

А.Г

и минимально допустимой относительной влажностью СРлВ что обеспечивается изменением производительности насоса 12. После оросительной камеры по воздуховоду 11,

5

0

5

0 5

обводному воздуховоду 15, воздуховоду 11 воздух поступает к всасывающему патрубку вентилятора П, а затем - к потребителю. Испарение хладагента в этом режиме также происхо- за счет тепла от источника 38.

дит

i

При переходе параметров наружного воздуха из области IX в область VII или VIII, а затем в области IV, V, VII, II или III положение клапанов 16-21 не изменяется, а при дальнейшем переходе параметров наружного воздуха в область I, когда требуется предварительное искусственное охлаждение наружного воздуха в оросительной камере 2 с последующим нагревом в подогревателе 5, открываются клапаны 19-21 и закрываются клапаны 16-18.

Формула изобретения

Система кондиционирования воздуха,, содержащая включенные в контур цирку ляции хладоносителя оросительную камеру и испарите-ль абсорбционной холодильной машины и включенные в водяной циркуляционный контур поверхностный подогреватель воздуха, абсорбер, конденсатор и генератор этой же машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества

обработки воздуха и снижения энергозатрат, система дополнительно содержит основной обводной воздуховод, подключенный в направлении перемещения воздуха к входу оросительной камеры и к выходу поверхностного подогревателя воздуха, дополнительные обводные воздуховоды оросительной камеры и подогревателя, воздушные клапаны, установленные на упомянутых воздуховодах и воздушные клапаны на наружном воздуховоде, размещенные между точками подсоединения дополнительных воздуховодов, регулятор производительности насоса испарителя, регулирующие клапаны контура циркуляции холодоносителя и водяного циркуляционного контура, датчики температуры, влагосодержания и относительной влажности наружного и приточного воздуха, датчик энтальпии наружного воздуха, электронный процессор, включающий госледовательно соединенные подсистемы сбора информации, анализа информации и формирования управляющих

воздействий и дополнительный испаритель, причем выходы всех датчиков подключены к входам подсистемы сбора информации, выходы подсистемы формирования управляющих воздействий соединены с приводами воздушных и регулирующих клапанов и регулятором производительности, дополнительный испаритель подключен к источнику сбросной теплоту, а генератор холодильной машины соединен с подводящим и отводящим трубопроводами теплоносителя.

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха с использованием в качестве источника холода абсорбционной холодильной машины. С целью повышения эффективности обработки воздуха в систему кондиционирования воздуха, содержащую камеру 2 орошения, подогреватель 5 воздуха, холодильную машину с абсорбером 6, конденсатором 7 и двумя испарителями 3 и 37, дополнительно введены датчики 26 - 31 температуры, влагосодержания и относительной влажности наружного воздуха и приточного воздуха, датчик 32 энтальпии и электронный процессор 33, состоящий из последовательно соединенных подсистем 34, 35 и 36 сбора информации, анализа информации и принятия решений и формирования выходных управляющих воздействий. 2 ил.

t,°c

до

Фиг2