Система кондиционирования воздуха

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Система кондиционирования воздуха, содержащая приточный и сообщенный выходом с наружной средой вытяжной вентиляторы, ко входам которых присоединены выходами оборудованные поддонами и форсуночными стояками соответственно первая и вторая оросительные камеры расположенные в помещении распределительные и вытяжной воздуховоды, присоединенные соответственно через магистральные приточный и вытяжной воздуховоды соответственно к выходу приточного вентилятора и входу второй оросительной камеры, калорифер, циркуляционный насос и фильтр, отличающаяся тем, что она снабжена теплоутилизатором, который оборудован входным и выходным патрубками для воды и распределительным и собирающим коллекторами холодного воздуха, и емкостью для воды, которая снабжена входными и выходными патрубками для воды и регуляторами температуры и уровня воды, при этом калорифер установлен перед первой оросительной камерой и присоединен выходом к ее входу, ко входу которого присоединен собирающий коллектор холодного воздуха, установленного перед ним теплоутилизатора,распределительный коллектор холодного воздуха которого сообщен с наружной средой, а 57482009.12.30 емкость для воды присоединена через вентиль к водопроводу холодной воды, к входным и выходному патрубкам которой присоединены соответственно поддоны оросительных камер и через фильтр вход циркуляционного насоса, к выходу которого через вентили присоединены форсуночные стояки первой оросительной камеры, входной патрубок теплоутилизатора и трубопровод, присоединяющий форсуночные стояки второй оросительной камеры к выходному патрубку теплоутилизатора.(56) 1. Каменев П.Н. Отопление и вентиляция. ЧастьВентиляция. - М. Стройиздат,1966. - С. 386. 2. А.с.737719 Ю, МПК 24 3/14 // Бюл.20. - 30.05.1980. Предлагаемое техническое решение относится к прямоточным системам кондиционирования воздуха помещений, характеризующихся поступлением в воздушную среду вредных газов, водяных паров и мелкодисперсной пыли от технологических процессов. Известна конструкция прямоточной системы кондиционирования воздуха производственного помещения 1. Известная система содержит приемный клапан, фильтр для очистки воздуха от пыли, с байпасом калорифер первого подогрева, оросительную камеру, с байпасом калорифер второго подогрева, приточный вентилятор. Известная система кондиционирования воздуха работает следующим образом. Наружный воздух, проходя через приемный клапан и фильтр, очищается от пыли, нагревается в калорифере первого подогрева и поступает в оросительную камеру. Пройдя обработку в форсуночной камере, воздух проходит через калорифер второго подогрева и приточным вентилятором подается в помещение через распределительные воздуховоды. Приточный воздух впитывает в себя вредные газы и пыль и удаляется из помещения через вытяжные шахты. Недостатками этой системы являются большие затраты тепловой энергии калориферов на поддержание нормируемых параметров микроклимата в помещении. Большие затраты тепловой энергии обусловлены большими потерями теплоты с вентиляционным воздухом, поступающим в наружную среду через вытяжные шахты, теплота которого не используется в системе для предварительного подогрева приточного воздуха. Наиболее близкой по конструкции к заявляемой системе кондиционирования воздуха является система, применяемая, преимущественно, для птицеводческих помещений 2. Система кондиционирования воздуха содержит оборудованные каплеулавливающими фиьтрамии, электроимпульсными антиобледенителями, форсуночными стояками и поддонами две оросительные камеры, установленные в потоках приточного и вытяжного воздуха,два циркуляционных насоса и фильтры для очистки воды, поверхностный теплообменник(калорифер), работающий на внешнем теплоносителе. Система работает следующим образом. В холодный период года первый циркуляционный насос подает воду из поддона первой оросительной камеры через фильтр в форсуночные стояки второй оросительной камеры, при этом во второй камере будет происходить охлаждение воздуха, удаляемого из помещения, сопровождающееся его осушкой с выпадением влаги в поддон камеры, откуда вода вторым насосом через второй фильтр подается в форсуночные стояки первой камеры, где происходит процесс нагревания и увлажнения приточного холодного воздуха. При низких температурах наружного воздуха на каплеулавливающих фильтрах образуется лед, который удаляется электроимпульсными антиобледенителями. В теплый период года первая оросительная камера используется для охлаждения приточного воздуха, а вторая - для обеспыливания вытяжного воздуха. 2 57482009.12.30 К недостатку этой системы кондиционирования воздуха следует отнести малые функциональные возможности. Малые функциональные возможности обусловлены тем, что в системе для утилизации теплоты вытяжного воздуха используются оросительные теплообменники с поддонами и форсуночными стояками, включенными в замкнутый циркуляционный контур водяного теплоносителя. Такая система не только осуществляет предварительный нагрев приточного воздуха частью теплоты воздуха, удаляемого из помещения,но и увлажнение приточного воздуха при подаче воды из поддона второй оросительной камеры в форсуночные стояки первой оросительной камеры. Поэтому эта система может быть использована для кондиционирования воздуха помещений, требующих подачи большого количества приточного воздуха для удаления вредных газов (например, углекислоты),поступающих в воздушную среду помещений, и она не может быть применена для кондиционирования воздуха помещений, характеризующихся большими поступлениями водяных паров в воздушную среду от технологических процессов. Задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей системы. Задача решается тем, что известная система кондиционирования воздуха, содержащая приточный и сообщенный выходом с наружной средой вытяжной вентиляторы, ко входам которых присоединены выходами оборудованные поддонами и форсуночными стояками соответственно первая и вторая оросительные камеры расположенные в помещении распределительные и вытяжной воздуховоды, присоединенные соответственно через магистральные приточный и вытяжной воздуховоды соответственно к выходу приточного вентилятора и входу второй оросительной камеры, калорифер, циркуляционный насос и фильтр, снабжена теплоутилизатором, который оборудован входным и выходным патрубками для воды и распределительным и собирающим коллекторами холодного воздуха, и емкостью для воды, которая снабжена входными и выходными патрубками для воды и регуляторами температуры и уровня воды, при этом калорифер установлен перед первой оросительной камерой и присоединен выходом к ее входу, ко входу которого присоединен собирающий коллектор холодного воздуха, установленного перед ним теплоутилизатора, распределительный коллектор холодного воздуха которого сообщен с наружной средой, а емкость для воды присоединена через вентиль к водопроводу холодной воды, к входным и выходному патрубкам которой присоединены соответственно поддоны оросительных камер и через фильтр вход циркуляционного насоса, к выходу которого через вентили присоединены форсуночные стояки первой оросительной камеры, входной патрубок теплоутилизатора и трубопровод, присоединяющий форсуночные стояки второй оросительной камеры к выходному патрубку теплоутилизатора. Сущность предлагаемой системы кондиционирования воздуха поясняется схемой системы, изображенной на фиг. 1. Система кондиционирования воздуха содержит приточный 1 и сообщенный выходом с наружной средой вытяжной 2 вентиляторы, ко входам которых присоединены соответственно первая 3 и вторая 4 оросительные камеры, которые оборудованы каплеулавливающими фильтрами 5, поддонами 6, 7 и форсуночными стояками 8, 9 расположенные в помещении 10 распределительные 11 и вытяжной 12 воздуховоды, присоединенные соответственно через магистральные приточный 13 и вытяжной 14 воздуховоды соответственно к выходу приточного вентилятора 1 и входу второй оросительной камеры 4, калорифер 15, циркуляционный насос 16 и фильтр 17. Система кондиционирования воздуха снабжена теплоутилизатором 18, который оборудован входным и выходным патрубками 19 и20 для воды и распределительным 21 и собирающим 22 коллекторами холодного воздуха, и емкостью 23 для воды, которая снабжена входными 24, 25 и выходным 26 патрубками для воды и регуляторами температуры и уровня воды (на фигуре не показаны), при этом калорифер 15 установлен перед первой оросительной камерой 3 и присоединен выходом к ее входу, ко входу которого присоеди 3 57482009.12.30 нен собирающий коллектор 22 холодного воздуха, установленного перед ним теплоутилизатора 18, распределительный коллектор 21 холодного воздуха которого сообщен с наружной средой, а емкость для воды 23 присоединена через вентиль 27 к водопроводу холодной воды, к входным 24, 25 и выходному 26 патрубкам которой присоединены соответственно поддоны 6, 7 оросительных камер 3, 4 и через фильтр 17 вход циркуляционного насоса 16, к выходу которого через вентили 28, 29 и 30 присоединены соответственно форсуночные стояки 8 первой оросительной камеры 3, входной патрубок 19 теплоутилизатора 18 и трубопровод 31, присоединяющий форсуночные стояки 9 камеры 4 к выходному патрубку 20 теплоутилизатора 18. Система кондиционирования воздуха помещений с большими поступлениями водяных паров в воздушную среду работает следующим образом. В холодный период года воздухопроизводительность приточного 1 и вытяжного 2 вентиляторов рассчитывается из условия обеспечения нормируемой влажности воздушной среды помещения, при этом вентиляторы 1 и 2 работают непрерывно, краны 28 и 30 закрыты, емкость 23 заполнена водой, уровень которой контролирует регулятор, которым оборудована емкость при открытом кране 27. Кроме того, для эффективной работы системы необходимо, чтобы температура воды в емкости 23 была на 24 С выше температуры вытяжного воздуха, что обеспечивается регулятором температуры воды (не показан на фиг. 1), которым оборудована емкость 23. При непрерывной работе вентиляторов 1 и 2 система обеспечивает поддержание нормируемой влажности воздушной среды помещения изменением воздухопроизводительности вентиляторов 1 и 2. Поддержание нормируемой температуры помещения достигается изменением теплопроизводительности калорифера 15. Система утилизирует теплоту воздуха, удаляемого из помещения для предварительного нагрева приточного воздуха без его увлажнения. Для этого вводят в работу насос 16,который подает воду из емкости 23 через фильтр 17, открытый кран 29 в теплоутилизатор 18, где она охлаждается приточным воздухом, проходящим через теплоутилизатор. Охлажденная вода из теплоутилизатора 18 затем поступает в форсуночные стояки 9 оросительной камеры 4, где она нагревается теплотой воздуха, удаляемого из помещения, и поступает в емкость 23. Далее процесс передачи теплоты от удаляемого воздуха приточному при работе насоса 16 повторяется. При прохождении теплого воздуха через оросительную камеру 4 он не только отдает часть своей теплоты воде, но и очищается от мелкодисперсной пыли перед выбросом его в наружную среду. Предварительно нагретый приточный воздух в теплоутилизаторе 18 затем при необходимости подогревается в калорифере 15 и подается вентилятором 1 через распределительные воздуховоды 11 в воздушную среду помещения. Сухой приточный воздух впитывает в себя водяные пары, поступающие в воздушную среду помещения от технологических процессов, и при помощи вытяжного воздуховода 12 через магистральный воздуховод 14 и оросительную камеру 4, где он отдает часть своей теплоты промежуточному теплоносителю - воде, выбрасывается вытяжным вентилятором 2 в наружную среду, очищенный от пыли в камере 4. Далее процесс работы системы повторяется. В теплый период года система обеспечивает испарительное охлаждение приточного воздуха и очистку вытяжного воздуха от мелкодисперсной пыли перед выбросом воздуха в наружную среду. Для этого при непрерывно работающих вентиляторах 1 и 2 закрывают вентиль 29 и открывают вентили 28 и 30. В этом случае циркуляционный насос 16 будет подавать холодную воду из емкости 23 в форсуночные стояки 8 камеры 3, где будет происходить процесс испарительного охлаждения приточного воздуха, подаваемого вентилятором 1 через распределительные воздуховоды 11 в воздушную среду помещения. Кроме того, насос 16 через вентиль 30 подает воду в форсуночные стояки 9 камеры 4, где воздух очищается от пыли перед выбросом его вытяжным вентилятором 2 в наружную среду. 4 57482009.12.30 Эта система используется для кондиционирования воздуха помещения с большими поступлениями вредного газа (углекислого) в воздушную среду помещения. В этом случае система работает следующим образом. В холодный период года воздухопроизводительность приточного 1 и вытяжного 2 вентиляторов рассчитывается из условия обеспечения нормируемого содержания углекислого газа в воздушной среде помещения и она значительно превышает воздухопроизводительность вентиляторов из условия обеспечения нормируемой влажности воздушной среды помещения. Подача большого количества приточного воздуха, нагретого в теплоутилизаторе 18 и калорифере 15, резко понижает относительную влажность воздуха помещения. Для обеспечения нормируемой влажности воздушной среды помещения необходимо увлажнять приточный воздух перед подачей его в помещение. Для этого закрывают вентиль 30 и открывают вентили 29 и 28. В этом случае при работе насоса 16, вентиляторов 1 и 2 будет осуществляться предварительный нагрев приточного воздуха в теплоутилизаторе 18 частью теплоты воздуха помещения, удаляемого из помещения через вытяжной воздуховод 12, магистральный вытяжной воздуховод 14 и оросительную камеру 4 вытяжным вентилятором 2, а также увлажнение приточного воздуха в оросительной камере 3. Нормируемое значение влажности воздушной среды помещения обеспечивается изменением подачи воды в форсуночные стояки 8 камеры 3 при помощи вентиля 28. Поддержание нормируемой температуры воздушной среды помещения достигается изменением тепловой мощности калорифера 15. В теплый период года система осуществляет охлаждение приточного воздуха и очистку вытяжного воздуха от мелкодисперсной пыли перед выбросом его в наружную среду. Для этого вентиль 29 закрыт, а вентили 28 и 30 открыты. В этом случае циркуляционный насос 16 подает холодную воду из емкости 23 через фильтр 17 в форсуночные стояки 8 камеры 3 и форсуночные стояки 9 камеры 4. Таким образом, в процессе работы заявляемой системы кондиционирования воздуха происходит достижение поставленной задачи - расширение функциональных возможностей системы за счет оборудования системы теплоутилизатором и емкостью для воды и их соответствующего включения в конструкцию системы, что позволяет использовать систему как для помещений с большими поступлениями водяных паров в воздушную среду, так и для помещений с большими поступлениями вредных газов в воздушную среду от технологических процессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5