Тепловлагообменник Советский патент 1993 года по МПК F24F3/147 

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и, в частности может быть использовано в системах кондиционирования гипобарических хранилищ сельскохозяйственной продукции.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы тепловлаго- обменника в условиях пониженного давления обрабатываемой среды.

При предлагаемом выполнении устройства положительный эффект достигается следующим образом

При повышении уровня жидкости в поддоне от датчика ко вторичному прибору, управляющему вентилем перепада давлений, поступает сигнал, в результате чего происходит открытие вентиля и поток воздуха за счет перепада давлений внутри тепловлаго- обменника и в окружающей среде, устремляясь вверх по трубе, увлекает находящуюся в ней порцию жидкости, которая попадает в результате в верхнюю ванну. Уровень жидкости в поддоне при этом уменьшается и на вентиль идет сигнал закрытия. Труба заполняется новой порцией жидкости. В случае недостаточно быстрого поступления следующей порции жидкости в трубу, в управляющий контур включаются близкорасположенные контакты, установленные внутри трубы. При смачивании их жидкостью происходит открытие воздушного вентиля и выброс порции жидкости через трубу в верхнюю ванну, при их осушении сигнал от датчика уровня не проходит ко вторичному прибору. Открытие и закрытие вентиля будет происходить до тех пор, пока уровень жидкости в поддоне вновь не уменьшится до нормального. Жидкость, увлекаемая воздухом, попадает в ванну с прорезями для пластин и поступает на их увлажнение. За счет неплотностей происходит протекание жидкости через щели вдоль поверхности пластин в поддон, в результате

л

С

00

го

VI

ел о

Os

чего ванна опять опорожняется, а в поддоне появляется избыток жидкости. При достижении уровнем жидкости контакта датчика уровня процесс переноса воздухом в ванну порций жидкости, поступающей из поддона вновь повторяется. В результате возрастает эффективность и надежность работы тепловлагообменника по мере ва- куумизации обрабатываемой среды. Таким образом, наличие напорной воздушной магистрали с вентилегА Перепэ- да давления, которая одним концом сообщена с атмосферой, а другим введена ниже уровня жидкости в поддоне, в нижний конец трубы, выведенной надуррвнем жидкости в ванне, воздуховода, соединяющего воздушное пространство над ванной с жидкостью с началом каналов для воздушного потока, регулятора уровня жидкости в поддоне, управляющего работой вентиля перепада давления, близкорасположенных электроконт актов, установленных в нижней части трубы, позволяет обеспечить повышение эффективности и надежную работу тепловлагообменника в условиях пониженного давления обрабсгты- ваемой среды.

На фиг.1 представлена схема тепловлагообменника, на фиг.2 - схема коммутаций основных электрических цепей тепловлагообменника.

Тепловлагообменник (см фиг.1) содержит капиллярно-пористые пластины 1, образующие каналы 2 для воздушного потока, поддон Зс жидкостью, в который погружены капиллярно-пористые пластины 1, ванну 4 с жидкостью с прорезями в днище, в которые введены верхние концы пластин 1, трубу 5, введенную нижним и верхним концами в поддон 3 и ванну 4. Тепловлагообменник содержит также напорную воздушную магистраль б с вентилем перепада давления 7, которая одним концом сообщена с атмосферой, а другим введена в нижний конец трубы 5 ниже уровня жидкости в поддоне 3, воздуховод 8, соединяющий воздушное пространство под важной 4 с жидкостью С началом каналов 2 для воздушного потока (на фиг. 1 показано условно), регулятор уровня 9 с тремя датчиками уровня, управляющий работой вентиля перепада давления 7. Верхний конец трубы 5 выведен над уровнем жидкости в ванне 4. В тепловлагооб- меннике в нижней части трубы 5 установлена пара близкорасположенных электроконтактов 10, В состав схемы коммутации (см. фиг.2) входит переключатель 11 рода работ, с помощью которого можно или включать в схему коммутации пару близкорасположенных электроконтактов 10 (положение 1-2), или выключать их из схемы коммутации.

Тепловлагообменник в условиях пониженного давления среды работает следующим образом.

Воздух в условиях пониженного давления подается (известными способами) в каналы 2, образуемые капиллярно-пористыми пластинами 1, на тепловлэжностную обработку. Пластины 1 за счет капиллярного эффекта увлажняются жидкостью снизу из поддона 3 и сверху из ванны 4 под действием сил тяжести. В последнем случае вслед- ствие сил поверхностного на тяжения и

5 сцепления с материалом пластин 1 жидкость тонкой пленкой стекает только на пластины 1 и не проливается между ними. В результате тепловлагообмена между жидкостью и протекающим воздухом часть жидко0 сти поглощается воздухом. ( Некоторое количество жидкости из ванны 4 пленкой стекает в поддон 3. Со временем в поддоне

3уровень жидкости может повыситься, со- здается ее избыток. Жидкостью затаплива5 ются пластины 2, что может привести к нарушению режима тепловлажностной обработки воздуха и выходу в целом из строя тепловлагообмениика В этом случае при затапливании верхнего датчика регулятора

0 уровня 9 срабатывает его блок управления и на вентиль перепада давления 7, его электромагнитную катушку поступает напряжение - вентиль перепада давления 7 открывается. Из атмосферы через вентиль

5 перепада давление 7, напорную воздушную магистраль 6 поступает в трубу 5 воздух. Поток воздуха захватывает жидкость4,нахо- дящуюся в трубе 5 и вместе с ней поступает в ванну 4. В ванне 4 воздух отделяется от

0 жидкости и по воздуховоду 8 поступает в начало воздушных каналов 2. Далее этот воздух смешивается с протекающим здесь воздушным потоком и поступает на тепло- влажностную обработку и далее на объект

5 кондиционирования и т.п. Жидкость, от которой отделился воздух, накапливается в ванне 4 и поступает далее на пластины 1, снова участвуя в тепловлажностной обработке воздушного потока. По мере перекач0 ки жидкости по трубе 5 из поддона 3 в ванну

4уровень жидкости в поддоне 3 понижается и при достижении заранее заданного уровня (уровень расположения нижнего датчика регулятора уровня 9) блок управления регу5 лятора уровня 9 отключает напряжение от вентиля перепада давления 7 и последний перекрывает поступление воздуха из атмосферы в трубу 5. Перекачивание жидкости из поддона 3 в ванну 4 прекращаете Так как верхний конец трубы 5 выведен над уровнем жидкости ванне 4, то исключен перелив жидкости обратно из ванны 4 в поддон 3 по трубе 5. Жидкость поступает только на пластины 1. В рассмотренном варианте работы тепловлагообменника переключатель рода работ 11 установлен в позиции 1-3, когда управление работой вентиля перепада давления осуществляется непосредственно только регулятором уровня 9:

В ряде случаев, в том числе при превышении, давления втекающего воздуха, над давлением подтекающей в трубу 5 жидкости, подтекание жидкости в трубу 5 через зазор между напорной воздушной трубой 6 и трубой 5 затруднено. При срабатывании вентиля 7 поток воздуха из атмосферы выбрасывает жидкость, находящуюся в трубе 5 под верхним концом напорной воздушной магистрали 6, в ванну 4 и далее в пространство под ванной 4 может поступать только воздух - перекачка жидкости из поддона 3 в ванну 4 прекращается.

В этом случае переключатель рода работ 11 устанавливают в положение 1-2, подключая этим в цепь управления работой вентиля перепада давления 7 пару близкорасположенных электроконтактов 10. Теперь при достижении максимального заданного уровня жидкости в поддоне 3 и срабатывания регулятора уровня 9 питание на электромагнитную катушку вентиля перепада давления 7 поступает через близкорасположенные электроконтакты 10. Работа тепловлагообменника в этом случае происходит следующим образом. При открытии вентиля перепада давления 7 воздух поступает через напорную воздушную магистраль б в трубу 5 Как рассматривалось ранее, жидкость из нижней части трубы 5 вместе с воздухом поступает по трубе 5 вверх в ванну 4. Но после выброса первой порции жидкости из нижней части трубы 5 из-за затруднения поступления туда жидкости из поддона 3, там присутствует только воздух. В этом случае при нахождении в воздушной среде пары близкорасположенных контактов 10 размыкает электрическую цепь питания вентиля перепада давления 7, последний закрывается, прекращается поступление воздуха в магистраль бив трубу 5 снова подтекает жидкость из поддона 3. Уровень жидкости поднимается до пары близкорасположенных электроконтактов

10. После смачивания жидкостью электроконтактов 10 снова через них протекает ток и питание электромагнитной катушки вентиля перепада давления восстанавливает

5 ся. Через вентиль 7 и напорную воздушную магистраль 6 снова в трубу 5 поступает воздух, который выбрасывает в ванну 4 очередную порцию жидкости и так далее Процесс переброски жидкости из поддона 3 в ванну

0 4 продолжается. При достижении заранее заданного уровня жидкости в поддоне 3 блок управления регулятора уровня 9 отключает напряжение от вентиля перепада дав- ления-7. Начинается новый цикл повышения

5 уровня жидкости в поддоне 3.

Уровень жидкости в ванне 4 может регулироваться с помощью известных способов, в частности поплавковым клапаном, перекрывающим поступление жидкости от

0 внешнего источника.

Предлагаемый тепловлагообменник может быть использован в системах кондиционирования гипобарических хранилищ сельскохозяйственной продукции и позво5 дяет повысить эффективность тепловлажно- стной обработки вентилирующим воздухом.

Формула изобретения Тепловлагообменник, включающий ка0 пиллярно-пористые пластины, образующие каналы для воздушного потока, поддон с жидкостью, в который погружены капиллярно-пористые пластины, ванну с жидкостью с прорезями в днище, в которые введены

5 верхние концы пластин, и трубу, введенную своими нижним и верхним концами в поддон и ванну, отличающийся тем. что. с целью повышения эффективности и надежности в условиях пониженного давле0 ния обрабатываемой среды, он дополнительно снабжен напорной воздушной магистралью с вентилем перепада давления, одним концом сообщенной с атмосферой, а другим введенной в нижний

5 конец трубы ниже уровня жидкости в поддоне, воздуховодом, соединяющим воздушное пространство над ванной с жидкостью с началом каналов для воздушного потока и регулятором уровня жидкости в поддоне.

0 при этом верхний конец трубы выведен над уровнем жидкости в ванне, а в нижней части трубы установлена пара близкорасположенных электроконтактов.

T-J

фе/$.1

Использование: в системах кондиционирования гипорабирческих хранилищ сельскохозяйственной продукции. Сущность изобретения: капиллярно-пористые пластины образуют каналы для воздушного потока и погружены в поддон с жидкостью. Концы пластин введены е прорези днища ванны с жидкостью. Труба введена нижним и верхним концами в поддон и ванну. Напорная воздушная магистраль с вентилем перепада давления одним концом сообщена с атмосферой, другим- введена в нижний конец трубы ниже уровня жидкости в поддоне. Воздуховод соединяет воздушное пространство для ванной с началом каналов для воздушного потока. Верхний конец трубы выведен на уровень жидкости в ванне, В нижней части трубы установлена пара близко расположенных электроконтактов. 2 ил.

10

Г

/ 7Т

//

«x

Г

qw&l