приточно-вытяжная установка с утилизацией тепла

Формула изобретения

Приточно-вытяжная установка с утилизацией тепла, содержащая корпус, каналы для приточно-вытяжного воздуха и вентилятор, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками для предварительной очистки рециркуляционного воздуха, многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками для окончательной очистки рециркуляционного воздуха и его увлажнения и смешивания с наружным воздухом, установленный с возможностью повторного использования тепла и влаги сильно запыленного воздуха, малогабаритный кондиционер для обработки наружного воздуха, центробежные вентиляторы и запорно-регулирующую арматуру с автоматическими блоками управления, причем один из аппаратов со встречными закрученными потоками выполняет также функции увлажнителя и смесителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам энергосбережения в области кондиционирования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является приточно-вытяжная установка с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ №2011127, F24F 5/00, 1987 г. (прототип), содержащая корпус, каналы для приточного и вытяжного воздуха, вентилятор, камеру с регенеративным теплоутилизатором.

Недостатком известной установки является сравнительно невысокая эффективность за счет перекрестной организации потоков воздуха.

Технический результат - повышение производительности систем кондиционирования воздуха в холодный период года за счет экономии энергоресурсов, упрощения конструкции, монтажа и обслуживания.

Это достигается тем, что для очистки сильно запыленного циркуляционного воздуха используется аппарат со встречными закрученными потоками, а для увлажнения очищенного воздуха применяется многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками, выполняющий также функцию мокрого пылеуловителя и смесителя двух потоков воздуха. При этом приточно-вытяжная установка с утилизацией тепла, содержащая корпус, каналы для приточно-вытяжного воздуха и вентилятор, дополнительно содержит многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками для предварительной очистки рециркуляционного воздуха, многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками для окончательной очистки рециркуляционного воздуха и его увлажнения и смешивания с наружным воздухом, установленный с возможностью повторного использования тепла и влаги сильно запыленного воздуха, малогабаритный кондиционер для обработки наружного воздуха, центробежные вентиляторы и запорно-регулирующую арматуру с автоматическими блоками управления, причем один из аппаратов со встречными закрученными потоками выполняет также функции увлажнителя и смесителя.

На фиг.1 изображена схема установки. На фиг.2 изображен процесс обработки воздуха на i-d диаграмме.

Предложена приточно-вытяжная установка с утилизацией тепла, корпус которой включает воздухозаборное устройство 1, устройство для раздачи воздуха 2, воздуховод 3, аппарат со встречными закрученными потоками 4, верхний тангенциальный закручиватель 5, нижний тангенциальный закручиватель 6, пылеотводящий патрубок 7, центробежный вентилятор 8, многофункциональный аппарат со встречными закрученными потоками 9, нижний тангенциальный закручиватель 10, верхний тангенциальный закручиватель 11, центробежные форсунки 12, выхлопной патрубок камеры увлажнения 13, входной патрубок камеры смешения 14, вихревую камеру смешения 15, раскручиватель 16, шлакоотводящий патрубок 17, отработанную жидкость 18, малогабаритный кондиционер 19. Кондиционер представляет собой компактный агрегат, в металлическом корпусе которого располагаются: низконапорный вентилятор 23, фильтр 25 для очистки воздуха от механических примесей, поверхностный воздухонагреватель 24, раскручиватель 22, шумоглушитель 21, выходная секция 20.

В комбинированном многофункциональном аппарате со встречными закрученными потоками в рабочем пространстве первой ступени образуются, как и в классическом аппарате со встречными закрученными потоками, два закрученных в одну сторону, но встречно-направленных потока: восходящий G ₁ - в центральной части камеры и нисходящий G ₂ - в периферийной части. Для тепловлажностной обработки воздуха в камеру подается вода, распыляемая центробежными тангенциальными форсунками. Под действием центробежных сил капли воды отбрасываются на вертикальные стенки аппарата и по ним стекают в нижнюю часть камеры. Затем увлажненный воздух выводится из камеры через выхлопной патрубок, расположенный в верхней части первой ступени аппарата, и поступает в камеру смешения (вторая ступень аппарата). Часть наружного воздуха G₃, заранее подготовленная в системе кондиционирования воздуха, через тангенциальный закручиватель подается в камеру смешения, где поток увлажненного воздуха смешивается с наружным. Увеличение диаметра камеры смешения относительно первой ступени аппарата, где происходит увлажнение и мокрое обеспыливание, обеспечивает падение скорости воздуха в поперечном сечении аппарата и, как следствие, не создавая существенного дополнительного аэродинамического сопротивления, способствует предотвращению каплеуноса. На выходе из аппарата установлен раскручиватель. Процесс водоподготовки осуществляется с помощью системы запорно-регулирующей арматуры, отстойника и фильтра, а также циркуляционного и подпиточного насосов.

Приточно-вытяжная установка с утилизацией тепла работает следующим образом.

Отработанный в цехе воздух с температурой уходящего воздуха подается на очистку в аппарат со встречными закрученными потоками 4 и очищенный от волокнистой пыли воздух почти в полном объеме используется повторно, увлажняясь и очищаясь от тонкой пыли в многофункциональном аппарате со встречными закрученными потоками 9, а затем смешиваясь с наружным воздухом, предварительно обработанным в малогабаритном кондиционере 19. Далее происходит процесс смешения двух потоков воздуха различных параметров, осуществляемый в вихревой камере смешения 15 многофункционального аппарата.

Разработанная схема предполагает для подготовки наружного воздуха использовать малогабаритную установку, а основную массу используемого повторно воздуха (до 90% от общего объема воздуха) обрабатывать в аппаратах со встречными закрученными потоками. При этом технологическая компоновка самого кондиционера существенно упрощается, поскольку в ней исключаются такие секции, как секция второго подогрева, камера орошения, секция смешения и каплеуловитель.

Данная схема позволяет достичь параметров приточного воздуха в более широком диапазоне влажности, поскольку вентагрегаты установлены до многофункционального аппарата и процесс нагрева воздуха, после его увлажнения и смешения с наружным воздухом из кондиционера, исключается. Таким образом, незначительное понижение температуры приточного воздуха и повышение его влажности позволяют снизить требуемый объем подаваемого в помещение воздуха до 10%.

Для обеспечения параметров воздуха, отвечающих технологическим требованиям, на i-d диаграмме строится процесс обработки воздуха таким образом, чтобы параметры точки смеси (камера смешения) соответствовали параметрам приточного воздуха. При этом приточный воздух за счет ассимиляции тепло- и влагоизбытков достигает значения параметров точки В, соответствующих параметрам внутреннего воздуха (фиг.2). На диаграмме приведены следующие обозначения: Н - наружный воздух; С - смешение воздуха в вихревой камере смешения (12% - количество наружного воздуха в смеси); П₁ - первый подогрев (наружный воздух); О - адиабатическое увлажнение в аппарате с закрученными потоками; П - приточный воздух; У - уходящий (вытяжной) воздух.

Разработанная принципиально новая схема тепловлажностной обработки воздуха совместно с использованием аппаратов со встречными закрученными потоками позволяет создать новую энергосберегающую технологию, применительно к задачам кондиционирования воздуха производственных помещений, предполагающую повторное использование тепла и влаги сильно запыленного воздуха, не пригодного для утилизации энергоресурсов традиционными методами. Повышение технико-экономических показателей разработанного метода достигается за счет применения для очистки воздуха аппаратов со встречными закрученными потоками, что позволяет снизить стоимость центрального кондиционера, заменив его малогабаритной климатической установкой упрощенной конструкции.