Устройство для автоматического регулирования температуры приточного воздуха и обратного теплоносителя Советский патент 1993 года по МПК F24F11/00 

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха, а именно к устройствам регулирования температурных режимов.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности процесса регулирования, расширение диапазона регулирования, обеспечение защиты теплообменников от замерзания в пусковом режиме, снижение Капитальных и эксплуатационных затрат, На фиг. 1 представлена функциональная Схема устройства при параллельном включении по ходу воздуха обоих теплообменников и с проходным регулирующим клапаном температуры приточного воздуха: на фиг.2 - то же, но с трехходовым регулирующим клапаном; на фиг.З и 4 - аналогичные решения, но при последовательном включении по ходу воздуха обоих теплообменников,

Представленные на чертежах устройства включают в себр последовательно подключенные к прямой и обратной линиям 1 и . 2 теплосети по крайней мере два теплообменника 3 и 4, регулятор 5 и регулирующий клапан 6 температуры приточного воздуха,

регулятор 7 и регулирующий клапан 8 температуры обратного теплоносителя, послед- .ний из которых подключен параллельно первому по ходу теплоносителя теплообменнику 3, приточный вентилятор 9, привод ТО которого связан с пускателем 11, включенным по управлению через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки 12 и 13 управления, последняя из которых блокирована замыкающим контактом 14 пускателя 11, причем регулирующий клапан 6 температуры приточного воздуха установлен на выходе последнего по ходу теплоносителя теплообменника 4. В устройство дополнительно введен концевой выключатель 15 с замыкающим и размыкающим контактами 16 и 17 при полном открытии регулирующего клапана 6 температуры приточного воздуха, причем размыкающий контакт 17 включен по управлению в цепь открытия последнего, а замыкающий - между пусковой кнопкой 13 и пускателем 11.

На фиг.З и 4 представлены варианты последовательного включения по ходу воз(Л

С

VI

Ч 00

о о со

духа теплообменников 3 и 4, а на фиг,2 и А клапан 8 температуры обратного теплоносителя выполнен трехходовым, выход которого подключен к входу последнего по ходу теплоносителя теплообменника 4, а входы - к прямой линии 1 теплосети и к выходу первого по ходу теплоносителя теплообменника 3.

Представленное на фиг.1 устройство работает следующим образом.

Наружный холодный воздух, нагреваясь на теплообменниках 3 и 4 вентилятором 9, подается в обслуживаемое помещение (не показано).

Температура приточного воздуха поддерживается на заданном уровне терморегулятором 5, воздействующим на регулирующий клапан б, который изменяет общий расход теплоносителя из прямой линии в обратную линию 2 теплосети через теплообменники 3 и 4: при повышении температуры приточного воздуха клапан 6 закрывается, при понижении - открывается.

Температура обратного теплоносителя поддерживается на заданном уровне, например 20°С, терморегулятором 7, воздействующим на регулирующий клапан 8, который изменяет одновременно и расход теплоносителя через теплообменник 3 (шунтируя его) и температуру теплоносителя на входе теплообменника 4: при повышении температуры обратного теплоносителя клапан 8 прикрывается, при понижении - открывается.

Поскольку изменение теплосъема на теплообменнике 3 при изменении положения клапана 8 в процессе регулирования автоматически приводит к противоположному, практически равному, изменению теплосъема на теплообменнике 4, то процесс регулирования осуществляется без значительных колебаний и возмущающих воздействий одного узла регулирования на другой. В любом случае при отрицательных значениях температуры наружного воздуха регулирующие клапаны 6 и 8 займут такие положения, при которых и температура приточного воздуха и температура обратного теплоносителя будут соответствовать заданным значениям.

С ростом температуры наружного воздуха и понижением температуры в прямой линии 1 в соответствии с трафиком теплосети клапан 8 будет пропорционально открываться. Наконец, при каком-то значении температуры наружного воздуха, порядка 5-10°С, что для данного устройства не име- ет практического значения, т.к. исключается возможность замерзания теплообменников 3 и 4, полностью открывается клапан 8, шунтируя теплообменник 3, и весь нагрев приточного воздуха осуществляется в основном на теплообменнике 4, расход теплоносителя через который определяет терморегулятор 5 воздействием на клапан 6. При дальнейшем повышении температуры наружного воздуха температура обратного теплоносителя на регулируется и будет снижаться, что способствует более полному использованию энтальпий теплоносителя.

Таким образом, устройство автоматически поддерживает заданную температуру приточного воздуха во всем диапазоне наружных температур, когда требуется нагрев

5 приточного воздуха, также поддерживает заданную температуру обратного теплоносителя при отрицательных наружных температурах и несколько снижает ее при положительных. При этом никаких дополни0 тельных узлов управления или переключения не требуется.

Поскольку во время работы вентсисте- мы температура обратного теплоносителя автоматически поддерживается на уровне

5 20°С, защита теплообменников 3 и 4 от замерзания также не требуется. В том случае, если в ночном режиме (отключена вентси- стема) за счет неплотностей клапана наружного воздуха возможно замерзание

0 теплообменников, устройство может быть дополнено самостоятельным узлом самопрогрева, который может быть выполнен любым из известных способов путем воздействия на клапан 6.

5 в связи с тем, что теплообменники 3 и 4 в ночном режиме находятся под минимальным прогревом, перед запуском вентилятора 9 во избежание замерзания теплообменников необходим их предпуско0 вой прогрев. В предложенном устройстве это может быть осуществлено следующим образом.

До включения вентилятора 9 клапаны б и 8 находятся в закрытом положении, а тер5 морегуляторы 5 и 7 отключены. Для включения вентсистемы нажимается и удерживается пусковая кнопка 13. В результате этого через замкнутые стоповую кнопку 12 и контакт 17 концевого выключателя 15

0 клапана 6 подается команда на открытие последнего, который обеспечивает проток теплоносителя через теплообменники 3 и 4. При полном открытии клапана 6 срабатывает кйнцевой выключатель 15, размыкается

5 его контакт 17, отключая цепь управления клапана 6 от пусковой кнопки 13, и замыкается контакт 16, который включает пускатель 11, который своим замкнувшимся контактом 14 самоблокируется через стоповую кнопку 12. При включении пускателя 11

включаются привод 10 вентилятора 9 и терморегуляторы 5 и 7. В дальнейшем работа вентсистемы осуществляется описанным способом. Отклонение вентсистемы осуществляется нажатием стоповой кнопки 12, при котором отключается пускатель 11, который разблокируется и обесточивает привод 10 вентилятора 9 и терморегуляторы 5 и 7. При этом клапаны б и 8 закрываются.

Работа представленного на фиг.2 устройства аналогична предыдущему. Отличие заключается лишь в том. что регулирующий клапан 8 может полностью перекрывать проход теплоносителя через теплообмен- ник 3, т.е. обеспечивается больший диапазон регулирования, что ведет к менее строгому подбору поверхностей теплообмена теплообменников 3 и А.

Работа представленных на фиг.З и 4 ус- тройств аналогична описанному. Отличие заключается в том, что теплообменники 3 и 4 включаются последовательно по ходу воздуха, что создает возможность максимального использования энтальпии теплоносителя. Во многих случаях, особенно для систем приточной вентиляции, когда аэродинамическое сопротивление теплообменников 3 и 4 не выходит за пределы допустимых значений, эти устройства могут быть применимы.

Таким образом, обеспечивается надежное с высокоэкономичное регулирование температуры приточного воздуха и обратного теплоносителя с меньшим количеством узлов и элементов регулирования.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования температуры приточного воздуха и обратного теплоносителя, содержащее по меньшей мере два теплообменника, расположенных в приточном воздуховоде и последовательно подключенных к прямой и обратной линиям тепловой сети, регулятор и регулирующий клапан температуры при- точного воздуха, регулятор и регулирующий

клапан температуры обратного теплоносителя, последний из которых установлен параллельно относительно первого по ходу теплоносителя теплообменника, приточный вентилятор, привод которого связан с пускателем, включенным по управлению через последовательно соединенные стоповую и пусковую кнопки управления, последняя из которых блокирована замыкающим контактом пускателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения надежности процесса регулирования, регулирующий клапан температуры приточного воздуха установлен на выходе из последнего по ходу теплоносителя теплообменника.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения диапазона . регулирования, регулирующий клапзн температуры обратного теплоносителя выполнен трехходовым, выход которого подключен к входу последнего по ходу теплоносителя теплообменника, а входы - к прямому линии тепловой сети и к выходу первого по ходу теплоносителя теплообменника.

3. Устройство по пп.1 и2,отличающе- е с я тем, что, с целью защиты теплообменников от замерзания в пусковом режиме, оно дополнительно содержит концевой выключатель с замыкающим и размыкающим кон- тактами с целью открытия, причем размыкающий контакт включен по управлению в цепь открытия последнего, а замыкающий - между пусковой кнопкой и пускателем.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что, с целью снижения аэродинамического сопротивления теплообменников, последние расположены в приточном воздуховоде параллельно по ходу воздуха.

5. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности, теплообменники расположены в приточном воздуховоде последовательно по ходу воздуха.

Использование: в технике вентиляции и кондиционирования воздуха, а именно в устройствах регулирования температурных режимов. Сущность изобретения: используя регулирующий клапан, подключенный параллельно регулятору по ходу теплоносителя теплообменника, концевые выключатели с замыкающими и размыкающими контактами, а также расположение теплообменников в приточном воздуховоде последовательно по ходу воздуха, обеспечивают надежное и высокоэкономическое регулирование температуры приточного воздуха и обратного теплоносителя. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.