Установка кондиционирования воздуха Советский патент 1993 года по МПК F24F5/00 

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха.

Известна установка для охлаждения кондиционируемого воздуха, содержащая последовательно расположенные в основном канале по ходу обрабатываемого воздуха поверхностный теплообменник-охладитель, сорбционный осушитель и первую оросительную камеру, подключенную циркуляционным жидкостным контуром к поверхностному теплообменнику-охладите лю. размещенную в дополнительном воздушном канале, градирню, сообщенную выходом с атмосферой, основной .и дополнительный растворные теплообменники и гелиорегенератор, причем градирня подключена циркуляционным жидкостным контуром к дополнительному растворному теплообменнику, а поддон сорбционного осушителя подключен циркуляционным контуром сорбента через основной растворный теплообменник к входу гелиорегенера- тора, выход которого через основной и дополнительный растворные теплообменники подключен к распылителю сорбционного осушителя, при этом вход градирни может быть подключен к основному каналу на выходе из поверхностного теплообменника-охладителя; установка может быть снабжена вторым поверхностным теплообменником-охладителем, размещенным в дополнительном воздушном канале перед

VJ

2

Ю W

ю

СО

градирней по ходу воздуха и подключенным параллельно с первым поверхностным теплообменником-охладителем к второй оросительной камере.

Недостатком известной установки явл я- ется недостаточная глубина охлаждения воздуха и неэффективное использование холода слабого раствора сорбента.

Известна также установка для охлаждения кондиционируемого воздуха, содержащая основной воздушный канал и расположенные в нем поверхностный теплообменник-охладитель, сорбционный осушитель с контуром циркуляции слабого и концентрированного раствора сорбента, основным и дополнительным растворными теплообменниками, гелиорегенератором, побудителями движения раствора, распылителями и поддоном, оросительную камеру с контуром циркуляции воды, сообщенную выходом с кондиционируемым помещением, дополнительный воздушный канал с размещенными в нем поверхностным теплообменником-охладителем, градирней, подключенной контуром циркуляции воды к дополнительному растворному теплообменнику, при этом поверхностные теплообменники-охладители в основном и дополнительном воздушных каналах присоединены параллельно к контуру циркуляции слабого раствора сорбента между поддоном сорбционного осушителя и основным растворным теплообменником, причем поддон осушителя подключен через поверхно- стные теплообменники-охладители и основной растворный теплообменник к входу гелиорегенератора, а выход последнего через основной и дополнительный растворные теплообменники присоединен к распы- лителям осушителя, вентиляторы основного и дополнительного каналов.

Основными недостатками известной установки является недостаточная глубина охлаждения воздуха и нерегулируемость ее хОлодопроизводительности, что связано со значительными энергетическими затратами и снижением надежности работы установки.

Цель изобретения-снижение энергетических затрат, увеличение глубины охлаждения кондиционируемого воздуха и повышение надежности работы установки.

Для достижения указанной цели установка кондиционирования воздуха, содержащая основной воздушный канал и расположенные в нем поверхностный теплообменник-охладитель, сорбционный осушитель с контуром циркуляции слабого и концентрированного растворов сорбента, основным и дополнительным растворными

теплообменниками, гелиорегенератором, побудителями движения раствора, распылителями и поддоном, оросительную камеру с контуром циркуляции воды, сообщенную

выходом с кондиционируемым помещением, дополнительный воздушный канал с размещенными в нем поверхностным теплообменником-охладителем, градирней, подключенной контуром циркуляции воды к

0 дополнительному растворному теплообменнику, при этом поверхностные теплообменники-охладители в основном и дополнительном воздушных каналах присоединены параллельно к контуру циркуляции

5 слабого раствора сорбента между поддоном сорбционного осушителя и основным растворным теплообменником, причем поддон осушителя подключен через поверхностные теплообменники-охладители и основ.ной

0 растворный теплообменник к входу гелиорегенератора, а выход последнего через основной и дополнительный растворные теплообменники присоединен к распылителям осушителя, вентиляторы основного и

5 дополнительного каналов, дополнительного каналов, дополнительно содержит тепло- изолированную емкость, разделенную непроницаемой для раствора теплообменной поверхностью на зоны слабого и концентри0 рованного растворов сорбента, трехходовые краны с исполнительными механизмами, насос, обводной воздушный канал оросительной камеры, взаимообратные воздушные клапаны с единым исполнительным меха5 низмом, датчики температуры и влажности, регуляторы оборотов вентиляторов, -при этом теплоизолированная емкость расположена в контуре циркуляции сорбента, зоны слабого и концентрированного раствора ко0 торой соответственно сообщены входами с выходами слабого раствора из поверхностных теплообменников-охладителей и выходом концентрированного раствора из основного растворного теплообмен5 ника, а выходами - через первый трехходовый смесительный кран с входом дополнительного растворного теплообменника, обводной воздушный канал подключен входом и выходом к основно0 му воздушному каналу соответственного и после оросительной камеры, взаимообратные воздушные клапаны с единым исполнительным механизмом установлены на входах обводного воздушного канала

5 и основного воздушного канала в оросительную камеру, второй трехходовый кран размещен в контуре циркуляции слабого раствора сорбента на выходе из сорбционного осушителя и своими выходами связан с входами поверхностных

теплообменников-охладителей, датчики температуры и влажности укреплены в помещении, первый из них соединен с испол- нительным механизмом второго трехходового крана и регуляторами оборо- тов вентиляторов, а второй - с исполнитель- ными механизмами взаимообратных воздушных клапанов и первого трехходового смесительного крана, причем к зоне слабого раствора емкости подключен входом дополнительный насос, который через основной растворный теплообменник выходом сообщен с входом гелиорегенератора.

В дополнительном воздушном канале после градирни может быть размещен по- верхностный теплообменник-охладитель, включенный в контур циркуляции концентрированного раствора сорбента между тепло- изолированной емкостью и дополнительным растворным теплообменником.

Вход основного и дополнительного воздушных каналов может быть выполнен единым с общим поверхностным теплообменником-охладителем, при этом в дополнительном воздушном канале перед градирней размещен воздушный клапан с исполнительным механизмом, а последний соединен с датчиком.температуры.

Установка кондиционирования воздуха может быть выполнена так, что дополни- тельный воздушный канал был сообщен с основным воздушным каналом между сорб- ционным осушителем и входами обводного воздушного канала и оросительной камеры, при этом в дополнительном воздушном ка- нале размещен клапан с исполнительным механизмом, а последний соединен с датчиком температуры.

На фиг.1-4 изображена схема описываемой установки.

Установка кондиционирования воздуха содержит основной воздушный канал 1 и расположенные в нем поверхностный теплообменник-охладитель 2, сорбцион- ный осушитель 3 с контуром циркуляции слабого 4 и концентрированного 5 растворов сорбента, основным 6 и дополнительным 7 растворными теплообменниками, теплоизолированной емкостью 22, разделенной непроницаемой для раствора тепло- обменной поверхностью 23 на зоны слабого 24 и концентрированного 25 растворов сорбента, гелиорегенератором 8, насосами 9,10, 11, распылителями 12 и поддоном 13, оросительную камеру 14 с контуром 15 циркуляции воды, сообщенную выходом 16с кондиционируемым помещением 17, дополнительный воздушный канал 18 с размещенными в нем поверхностным теплообменником-охладителем 19. градирней 20. подключенной

контуром циркуляции воды 21 к дополнительному растворному теплообменнику 7, трехходовые краны 30 и 39 с исполнительными механизмами (не показаны), обводной воздушный канал 32 оросительной камеры 14, взаимообратные воздушные клапаны 36 и 37 с единым исполнительным механизмом 38. вентиляторы 41 и 42 основного 1 и дополнительного 8 каналов, датчики температуры 43 и влажности 44, регуляторы оборотов (не показаны) вентиляторов 41 и 42, при этом поверхностные теплообменники-охладители 2 и 19 в основном 1 и дополнительном 18 воздушных каналах присоединены параллельно к контуру циркуляции слабого раствора сорбента 4 между поддоном 13 сорбционного осушителя 3 и основным растворным теплообменником 6, теплоизолированная емкость 22 расположена в контуре циркуляции сорбента, зоны слабого 24 и концентрированного 25 раствора которой соответственно сообщены входами 26 и 27 - с выходами 28 слабого раствора из поверхностных теплообменников-охладителей 2 и 19 и выходом 29 концентрированного раствора из основного растворного теплообменника 6, а выходами - через первый трехходовый смесительный кран 30 с входом дополнительного раствор-, ного теплообменника 7, к зоне слабого раствора 24 теплоизолированной емкости 22 подключен входом насос 10, который через основной растворный теплообменник 6 выходом сообщен с входом гелиорегенератора 8, обводной воздушный канал 32 подключен входом 33 и выходом 34 к основному воздушному каналу 1 соответственно до и после оросительной камеры 14, взаимообратные воздушные клапаны 36 и

37 с единым исполнительным механизмом

38 установлены на входах 33 и 35 обводного воздушного канала 32 и основного канала 1 в оросительную камеру 14, второй трехходовый кран 39 размещен в контуре циркуляции слабого раствора сорбента 4 на выходе 40 из сорбционного осушителя 3 и своими выходами связан с входами поверхностных теплообменников-охладителей 2 и 19, причем поддон 13 еорбционного осушителя 3 подключен через второй трехходовый кран 39, поверхностные теплообменники-охладители 2 и 19, зоны слабого раствора сорбента 24 теплоизолированной емкости 22 и основной растворный теплообменник 6 к входу гелиорегенератора 8, а выход 31 последнего через основной растворный тепло- обменник 6, зоны крепкого раствора сорбента 25 теплоизолированной емкости 22, первый трехходовый смесительный кран 30 и дополнительный растворный теплорбменник 7 присоединен к распылителям 12 осушителя, датчики температуры 43 и влажности 44 укреплены в помещении 17, первый из них соединен с исполнительным механизмом второго трехходового крана 39 и регуляторами оборотов вентиляторов 41 и 42, а второй - с исполнительным механизмом 38 взаимообратных воздушных клапанов 36, 37 и исполнительным механизмом (не показано) первого трехходового смесительного крана 30.

С целью утилизации тепла сбросового воздуха в дополнительном воздушном канале 18 после градирни 20 может быть размещен поверхностный теплообменник- охладитель 45, включенный в контур цирку- ляции концентрированного раствора сорбента 5 между теплоизолированной емкостью 22 и дополнительным растворным теплообменником 7 (фиг.2).

вход основного 1 и дополнительного 18 воздушных каналов может быть выполнен единым с общим поверхностным теплообменником-охладителем 2 (фиг.З), при этом в дополнительном воздушном канале 18 перед градирней 20 размещен воздушный клапан 48 с исполнительным механизмом 50, а последний соединен с датчиком температуры 43.

Установка кондиционирования воздуха может быть выполнена так, что дополнительный воздушный канал 18 сообщен с основным воздушным каналом 1 между сорбционным осушителем 3 и входами 33 и 35 обводного воздушного канала 32 и оро- сительной камеры 14, при этом в дополнительном воздушном канале 18 клапан 48 с исполнительным механизмом 50, а последний соединен с датчиком температуры 43 (фиг.4).,

Установка кондиционирования воздуха работает следующим образом.

Наружный воздух, проходя по основному 1 и дополнительному 18 воздушным ка- н алам, охлаждается в поверхностных теплообменниках-охладителях 2 и 19. Воз дух, охлажденный в поверхностном теплообменнике-охладителе1, по дополнительному воздушному каналу 18 поступает в градирню

20. где, охлаждаясь, одновременно понижа- ет температуру воды в контуре циркуляции

21. которая в свою очередь, проходя череа дополнительный растворный; теплообменник 7, понижает температуру концентрированного раствора сорбента, подаваемого в распылителиVI сорбционнрго осушителя. 3. Наружный кондиционируемый воздух, охлажденный в поверхностном .тёплооб- мейнмке-охладйтеле 2, по основному воздушному каналу 1 поступает в сорбционный

осушитель 3, где охлаждается и осушается при контакте с холодным концентрированным раствором сорбента из дополнительного растворного теплообменника 7. Далее кондиционируемый воздух охлаждается в оросительной камере 14 за счет адиабатического увлажнения и подается в кондиционируемое помещение 17,

В сорбционном осушителе 3 концентрированный раствор сорбента при контакте с потоком кондиционируемого воздуха поглощает влагу из него и собирается в поддон. 13. Слабый раствор сорбента из поддона 13 сорбционного осушителя 3 через трехходовый кран 39 и поверхностные теплообменники-охладители 2 и 19 подается в зону слабого раствора сорбента 24 теплоизолированной емкости 22. В поверхностных теплообменниках-охладителях 2 и 19 слабый раствор сорбента несколько разогревается за счет теплоты наружного воздуха. В дальнейшем слабый раствор подогревается в зоне слабого раствора сорбента 24 в емкости 22 за счет теплоты, получаемой через тепло- обменную поверхность 23 от раствора из зоны концентрированного раствора сорбента 25. Раствор из зоны слабого раствора сорбента 24 емкости 22 через основной растворный теплообменник 6, где происходит дальнейший подогрев раствора за счет теплоты концентрированного раствора сорбента из гелиорегенератора 8, подается на вход гелиорегенератора 8, В гелиорегенераторе 8 осуществляется восстановление концентрации раствора сорбента, где раствор нагревается теплом солнечной энергии и из него выпаривается влага. Нагретый концентрированный раствор сорбента охлаждается в основном растворном теплообменнике 6 и поступает в зону концентрированного раствора сорбента 25 емкости 22 и охлаждается, передавая теплоту через теплообмен- ную поверхность 23 раствору в зоне слабого раствора сорбента 24. В трехходовом смесительном клапане 30 осуществляется смешивание слабого и концентрированного растворов до необходимой концентрации, после чего он охлаждается в дополнительном растворном теплообменнике 7 и подается в распылители 12 сорбционного осушителя 3.

Обводной канал 32, взаимообратные воздушные клапаны 36 и 37, установленные во входных сечениях 33 и 35 обводного канала 32 и оросительной камеры 14. и трехходовый смесительный клапан 30 предназначены для регулирования влажности воздуха, поступающего в кондиционируемое помещение 17, а трехходовый кран 39 и регуляторы оборотов вентиляторов 41 и 42

предназначены для регулирования температуры кондиционируемого воздуха.

Работа установки кондиционирования воздуха, представленной на фиг.2, отличается тем, что концентрированный раствор сорбента из емкости 22 предварительно, до поступления в дополнительный растворный теплообменник 7, охлаждается сбросовым потоком воздуха в поверхностном теплообменнике-охладителе 45, размещенном в дополнительном воздушном канале 18 на выходе 49 градирни 20.

Работа установок на фиг.З и 4 аналогична работе установки на фиг.2. Отличие состоит лишь в том, что в установках на фиг.З и 4 вход основного и дополнительного воздушных каналов выполнен единым с общим поверхностным теплообменником-охладителем 2, причем в установке на фиг.З вход 46 градирни 20 по дополнительному воздушному каналу 18 сообщен с основным каналом 1 на выходе 47 поверхностного теплообменника-охладителя 2, а в установке на фиг.4 дополнительный воздушный канал 18 сообщен с основным воздушным каналом 1 между сорбционным осушителем 3 и входами обводного воздушного канала 32 и оросительной камеры 14.

Установки на фиг.З и 4 дополнительно .содержат воздушный клапан 48, установленный в дополнительном канале 18 на входе 46 градирни 20, который предназначен для регулирования расхода воздуха в основном и дополнительном воздушных каналах.

Требуемая температура в кондиционируемом помещении 17 обеспечивается по команде датчика температуры 43 путем воздействия импульса к регуляторам обр- ротов вентиляторов 41 и 42, исполнительному механизму второго трехходового (фиг.1 и 2) или двухходового (фиг.З и 4) крана и исполнительному механизму 50 воздушного клапана 48 (фиг.З и 4). Регулирование температуры в помещении 17 в основном обеспечивается за счет изменения соотношения воздушных потоков по основному 1 и дополнительному 18 каналам и частично путем изменения расхода слабого

раствора через теплообменники-охладители 2 и 19.

Необходимая влажность в помещении 17 обеспечивается по команде датчика

влажности 44 путем воздействия импульса на исполнительный механизм 38 взаимообратных воздушных клапанов 36 и 37 и испол- .нительный механизм трехходового смесительного крана 30. Регулирование

влажности обеспечивается путем регулирования концентрации раствора, подаваемого в сорбционный осушитель 3, и путем изменения соотношения основного воздушного потока через оросительную камеру 14 и обводной канал 32. При этом одновременно регулируется и температура кондиционируемого воздуха, подаваемого в помещение 17.

В техническом решении улучшается по

сравнению с прототипом процесс регенерации раствора сорбента в гелиорегенераторе 8 за счет предварительного подогрева раствора в зоне слабого раствора сорбента 24 от теплоты концентрированного раствора

сорбента 25 емкости 22. Тепловая изоляция емкости 22 от окружающей среды обеспечивает передачу тепла без потерь через тепло- .обменную поверхность 23 от раствора зоны концентрированного раствора сорбента 25

к раствору зоны слабого раствора сорбента 24. Это в свою очередь повышает интенсивность осушения воздуха в сорбционном осушителе 3. Этому способствует также предварительное охлаждение концентрированного раствора сорбента в поверхностном теплообменнике-охладителе 45 (фиг.2-4) холодным потоком сбросового воздуха. Последнее позволяет подавать в распылители 12 сорбционного осушителя 3

концентрированный раствор более низкой температуры, что способствует глубокому осушению и охлаждению кондиционируемого воздуха и снижению энергетических Затрат.

Возможность регулирования холо- допроизводительности установки, а следовательно, температуры и влажности кондиционируемого воздуха, повышает надежность работы установки.

Сущность изобретения: теплоизолиро- ванная емкость разделена непроницаемой для раствора теплообменной поверхностью на зоны слабого и концентрированного раствора сорбента. Емкость расположена в контуре циркуляции сорбента, зоны слабого и концентрированного раствора к-рой соответственно сообщены входами с выходами слабого раствора из поверхностных теплообменников-охладителей и выходом концентрированного раствора из основного растворного теплообменника, выходами - через первый трехходовой смесительный кран с входом дополнительного растворного теплообменника. Обводной воздушный канал подключен входом и выходом к основному воздушному каналу соответственно до и после оросительной камеры. Взаимообратные воздушные клапаны с единым исполнительным механизмом установлены в входах обводного канала и основного воздушного канала в оросительную камеру. Второй трехходовой кран размещен в контуре циркуляции слабого раствора сорбента на выходе из сорбционного осушителя и выходами связан с входами поверхностных теплообменников-охладителей. Датчики т- ры и влажности укреплены в помещении. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения 1. Установка кондиционирования воздуха, содержащая основной воздушный канал и расположенные в нем поверхностный теплообменник-охладитель, сорбционный осушитель с контуром циркуляции слабого и концентрированного растворов сорбента,

основным и дополнительным растворными теплообменниками, гелиорегенератором, побудителями движения раствора, распылителями и поддоном, оросительную камеру с контуром циркуляции воды, сообщенную выходом с кондиционируемым помещением, дополнительный воздушный канал с

размещенными в нем поверхностным теплообменником-охладителем, градирней, подключенной контуром циркуляции воды к дополнительному растворному теплообменнику, при этом поверхностные теплообменники-охладители в основном и дополнительном воздушных каналах присоединены параллельно к контуру циркуляции слабого раствора сорбента между поддоном сорбционного осушителя и основным растворным теплообменником, причем поддон осушителя подключен через поверхностные теплообменники-охладители и основной растворный теплообменник к входу гелио- регенератора, а выход последнего через основной и дополнительный растворные теплообменники присоединен к распылителям осушителя, вентиляторы основного и дополнительного каналов, отличающая- с я тем, что, установка дополнительно содержит теплоизолированную емкость, разделенную непроницаемой для раствора теплообменной поверхностью на зоны слабого и концентрированного раствора сорбента, трехходовые краны с исполнительными механизмами, насос, обводной воздушный канал оросительной камеры, взаимообратные воздушные клапаны с единым исполнительным механизмом, датчики температуры и влажности, регуляторы оборотов вентиляторов, при этом теплоизолированная емкость расположена в контуре циркуляции сорбента, зоны слабого и концентрированного растворов которой соответственно сообщены входами с выходами слабого раствора из поверхностных теплообменников-охладителей и выходом концентрированного раствора из основного растворного теплообменника, а выходами - через первый трехходовый смесительный кран с входом дополнительного растворного теплообменника, обводной воздушный канал подключен входом и выходом к основному воздушному каналу соответственно до и после оросительной камеры, взаимообратные воздушные клапаны с единым и исполнительным механизмом установлены на входах обводного воздушного канала и основного воздушного канала в оросительную камеру, второй трехходовый кран размещен в контуре циркуляции слабого раствора сорбента на выходе из сорбционного осушителя и своими выходами связан с входами поверхностных теплообменников-охладителей, датчики температуры и влажности укреплены в помещении, первый из них соединен с исполнительным механизмом второго трехходового крана и регуляторами оборотов вентиляторов, а второй - с исполнительными механизмами взаимообратных воздушных клапанов и первого трехходового смесительного крана, причем к зоне слабого раствора емкости подключен входом дополнительный насос, который через основной растворный теплообменник выходом сообщен с входом гелиорегенератора,

4. Установка по п.З/о тличающая- с я тем, что дополнительный воздушный канал сообщен с основным воздушным каналом между сорбционным осушителем и входами обводного воздушного канала и оросительной камеры, при этом в дополнительном канале размещен клапан с исполнительным механизмом, а последний соединён с датчиком температуры.