Устройство тепломассообмена

Авторы патента:

F24F3/147 - с передачей тепла или влажности между подаваемым и уносимым воздухом

Владельцы патента RU 2473016:

Общество с ограниченной ответственностью "АИР XXI" (RU)

Устройство относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха. Устройство состоит из одного или нескольких пакетов гигроскопичных капиллярно-пористых пластин с каналами для воздушных потоков и подачи жидкого раствора, поддон с жидким раствором, в который частично погружены пластины, ванну, установленную сверху пакета, с промежуточными ваннами, установленными между пакетами, и снабжено системой регулирования температуры (подогрев или охлаждение) циркулирующего жидкого раствора. Предлагаемое многофункциональное устройство тепломассообмена позволяет эффективно выполнять задачи осушения, охлаждения и увлажнения воздуха, охлаждения оборотной воды, концентрирования жидких солевых растворов и пакетирования твердых остатков для целей их утилизации или захоронения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения оборотных вод.

В тепломассообменных устройствах типа воздух-воздух или воздух-вода, применяемых в системах охлаждения, увлажнения, осушении воздуха или охлаждения оборотных вод используются гигроскопичные капиллярно-пористые материалы, которые обеспечивают равномерность смачивания при испарении или сборе влаги с поверхности воздушных каналов. Эффективность работы этих устройств и возможность регулирования их выходных параметров зависит от конструкции элементов подачи (или удаления) жидкости (воды, жидкого раствора или жидкого абсорбента) в капиллярно-пористом материале. В устройствах увлажнения воздуха и охлаждения оборотной воды (градирнях) обычно используется метод поверхностного орошения. Недостатком такого метода подачи воды является образование жидкой текущей пленки на теплообменных поверхностях, снижающей тепломассообмен, а также капельный вынос влаги, снижающий эксплуатационные качества устройства, особенно в зимний период.

В некоторых устройства тепломассообмена и тепловлагообмена нашли применение другие методы ввода жидких реагентов в капиллярно-пористый материал. Так в тепловлагообменнике (патент США №40051898, кл. F28F 3/12, 1977), который содержит пакет гигроскопичных капиллярно-пористых пластин, образующих каналы для воздушных потоков, внесение раствора жидкого абсорбента осуществляется путем предварительной обработки. Недостаток этого метода состоит в невозможности регулирования и ограничения по времени и интенсивности работы устройства.

В тепловлагообменнике (авторское свидетельство СССР №916909, кл. F24F 3/147, 1980) возможность регулирования и повышение интенсивности работы пакета гигроскопичных капиллярно-пористых пластин достигается путем частичного погружения пакета в поддон с раствором жидкого абсорбента, который снабжен нагревателем. Недостаток этого устройства состоит в неравномерности смачивания пластин из-за ограничения в скорости диффузии влаги по высоте, что накладывает существенные ограничение на их габариты.

Наиболее близким к заявленному изобретению является тепловлагообменник (авторское свидетельство СССР №1041815, кл. F24F 3/147, 1982), содержащий пакет гигроскопичных капиллярно-пористых пластин, образующих каналы для воздушных потоков, поддон с раствором жидкого абсорбента, в который частично погружены пластины, снабженный ванной с прорезями в днище, в которую введены верхние концы пластин, и секцией подъема раствора с трубами, заполненными капиллярно-пористым материалом и выведенными своими концами в ванну и поддон. Кроме того, в секции подъема установлен нагреватель. Недостатком этого тепловлагообменника является уменьшение числа воздушных каналов в его конструкции за счет размещения секции подъема раствора и недостаточная скорость подачи или отвода раствора только через поддон и ванну. Указанные недостатки ограничивают площадь смачивания и возможности повышения эффективности влагообмена, а также сужают диапазон регулирования выходных параметров только за счет набора трубок и их нагрева.

Предложенное техническое решение направлено на повышение эффективности тепловлагообмена и тепломассообмена.

Поставленная цель достигается следующими конструктивными решениями:

1) капиллярно-пористые пластина пакета в устройстве тепломассообмена имеют внутренние сквозные каналы, соединяющие ванну с поддоном и обеспечивающие равномерность подачи жидкого раствора по ее высоте;

2) устройство тепломассообмена может состоять из одного или нескольких пакетов гигроскопичных капиллярно-пористых пластин, связанных единой системой циркуляции жидкого раствора по патрубку от поддона к ванне и через сквозные каналы в пластинах капиллярно-пористого материала, что позволяет разделять воздушные потоки и обеспечивать в каждом из них оптимальные параметры температуры подаваемого воздуха;

3) устройство снабжено системой изменения температуры (подогрев или охлаждение) и расхода циркулирующего жидкого раствора, повышающей эффективность его применения и возможности регулирования.

На фиг.1 показан общий вид устройства тепломассообмена, состоящего из двух пакетов капиллярно-пористых пластин 1 и 2, образующих соответственно каналы 3 и 4 для воздушных потоков 5 и 6, снабженных верхними ваннами 7 и 8, и поддоном 9, содержащим устройство заправки 10 с датчиком уровня и вентилем слива 11 жидкого раствора.

Кроме того, устройство снабжено системой циркуляции жидкого раствора, включающей патрубок 12, насос 13 и регулятор температуры 14, состоящий из теплообменника с нагретым или охлажденным рабочим телом.

На фиг.2 и фиг.3 представлены продольные и поперечные сечения пакета капиллярно-пористых пластин и схема размещения сквозных каналов 15 внутри каждой пластины из гигроскопичного капиллярно-пористого материала, соединяющих верхнюю ванну с поддоном. Состав раствора, прокачиваемого от поддона к верхней ванне и протекающей самотеком по сквозным каналам, определяется задаваемой функцией устройства тепломассообмена.

В устройстве тепломассообмена, предназначенного для осушения воздуха, система циркуляции заполняется жидким абсорбентом и выполняет функцию тепловлагообменника следующим образом.

Жидкий абсорбент, находящийся в заправленном поддоне 9, подается системой циркуляции раствора в верхнюю ванну 7, стекает по внутренним каналам 15 и заполняет пластины из каппилярно-пористого материала пакета 1. Холодный воздушный поток 5 осушается при пропускании по каналам 3 за счет адсорбции влаги жидким абсорбентом на стенках воздушных каналов из капиллярно-пористого материала пакета 1. Насыщенный жидкий абсорбент стекает в верхнюю ванну 8 второго пакета 2 и далее, попадая во внутренние каналы заполняет пластины из капиллярно-пористого материала этого пакета. Горячий поток 6 испаряет влагу из абсорбента в пластинах пакета 2 так, что стекающий в поддон 9 жидкий абсорбент возвращается к исходной концентрации. Регулятор 14 служит для поддержки оптимального значения температуры жидкого раствора. При необходимости используются устройство заправки 10 с датчиком уровня и вентиль слива 11 для поддержания жидкого раствора в поддоне 9 в пределах заданного уровня наполнения и концентрации.

Как увлажнитель устройство тепломассообмена может работать с одним пакетом 1 (фиг.2 и 3), установленным в поддоне 9 и заправленным водой. Система циркуляции подает воду в ванну 7, которая заполняет по внутренним каналам капиллярно-пористый материал пластин пакета 1. Воздух 5 увлажняется за счет тепломассообмена со стенками в каналах 3. Подогрев воды в регуляторе 14 и соответствующий нагрев увлажняемого потока 6, обеспечивает оптимальные температурно-влажностные характеристики подаваемого воздуха.

При подаче в устройство тепломассообмена оборотной воды для ее охлаждения оно выполняет функцию градирни по такой же схеме, что и увлажнитель воздуха, а в регулятор температуры 14 подается оборотная нагретая вода.

Предлагаемое устройство также позволяет концентрировать и извлекать твердый остаток из солевых растворов методом низкотемпературной выпарки (испарение при атмосферном давлении при температуре жидкости ниже точки кипения). В процессе испарения по мере концентрации во внутренних сквозных каналах пористых пластин происходит накопление солевого остатка и снижение потока концентрированного раствора. По окончании процесса солевой остаток может быть извлечен путем растворения и промывки кислотой для целей его утилизации или (для токсичных или радиоактивных солей) отправлен на захоронение в твердом пакетированном состоянии.

Предлагаемое многофункциональное устройство тепломассообмена позволяет эффективно выполнять задачи осушения, охлаждения и увлажнения воздуха, охлаждения оборотной воды и концентрирования жидких солевых растворов в широком диапазоне регулирования выходных параметров.

1. Устройство тепломассообмена, содержащее пакет гигроскопичных капиллярно-пористых пластин с каналами для воздушных потоков, поддон с жидким раствором, в который частично погружены пластины, ванну, установленную сверху пакета, отличающееся тем, что в капиллярно-пористых пластинах пакета выполнены внутренние сквозные каналы, соединяющие ванну с поддоном.

2. Устройство тепломассообмена по п.1, отличающееся тем, что оно состоит из одного или нескольких пакетов гигроскопичных капиллярно-пористых пластин с промежуточными ваннами, установленными между пакетами, и соединенными внутренними сквозными каналами в пластинах капиллярно-пористого материала с поддоном.

3. Устройство тепломассообмена по п.2, отличающееся тем, что устройство снабжено системой регулирования температуры (подогрев или охлаждение) циркулирующего жидкого раствора.

Система воздушного охлаждения помещений и оболочка для кусков льда теплоизолированной камеры для льда такой системы // 2411418

Изобретение относится к системам воздушного охлаждения помещений в теплое время года, получающих охлажденный воздух от возобновляемого источника холода в виде льда, запасенного за счет холода в холодное время года, и предназначено для поддержания требуемого температурного режима и микроклимата в помещениях промышленных, общественных, жилых и других зданий.

Высокотемпературный коаксиальный воздухонагреватель-теплообменник // 2383823

Изобретение относится к воздухонагревателям с конвективными теплоутилизаторами высокотемпературных дымовых газов теплоэлектростанций. .

Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением // 2349841

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для создания комфортных условий и микроклимата в производственных помещениях с избыточным выделением тепла.

Способ тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла // 2346209

Изобретение относится к тепловлажностной обработке воздуха с системой энергосбережения и может применяться, в частности, в области кондиционирования. .

Электротеплоутилизатор с озонированием и рециркуляцией воздуха // 2337276

Изобретение относится к сельскому хозяйству а именно к электротеплоутилизаторам, предназначенным для создания требуемых параметров микроклимата в производственных помещениях животноводческих ферм.

Вентиляционная установка // 2328660

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для повышения эффективности работы вентиляционных установок с утилизацией тепла вытяжного воздуха.

Установка утилизации тепла оборудования // 2326293

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами. .

Утилизатор тепла с кипящим слоем // 2319093

Изобретение относится к аппаратам для утилизации теплоты удаляемого воздуха и охлаждения циркуляционной воды (в качестве градирни), а также адиабатного охлаждения и увлажнения воздуха в системах вентиляции и кондиционирования.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха и способ его монтажа // 2292518

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для осушения, охлаждения, нагрева и увлажнения воздуха. .

Устройство для сбережения тепла и кондиционирования воздуха в жилых зданиях // 2476777

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений // 2490560

Утилизатор теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного // 2499199

Изобретение относится к теплообменным устройствам для газовых сред и может использоваться в системах вентиляции и кондиционирования воздуха жилых, административных и общественных зданий. Утилизатор теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного содержит корпус, установленный в нем пакет параллельных пластин с образованием чередующихся каналов для движения вытяжного и приточного потоков воздуха и гигроскопичный материал, при этом пластины выполнены из ячеистого материала, ячейки выполнены с уклоном для стекания воды, на ячейках расположены отверстия диаметром 1-2 мм, при этом отверстия, расположенные в нижней части ячеек утилизатора, закрыты воздухонепроницаемыми водоотводящими клапанами, расположенными с внешней стороны ячеистых пластин, покрытой гигроскопичным материалом. В качестве ячеистых пластин использован сотовый поликарбонат. Вместо покрытия гигроскопичным материалом внешняя сторона ячеистых пластин сотового поликарбоната выполнена шероховатой с гигроскопичными свойствами. Техническим результатом заявленного изобретения является значительное упрощение конструкции, высокая степень унификации, невысокая трудоемкость изготовления и высокая ремонтопригодность, а также высокая эффективность теплопередачи и снижение вероятности обмерзания при низких температурах наружного воздуха. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты, озонированием и рециркуляцией воздуха // 2555657

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам, предназначенным для создания требуемых параметров микроклимата в производственных помещениях животноводческих ферм. Вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты, озонированием и рециркуляцией воздуха, содержащая вентиляторы приточного и удаляемого воздуха, малогабаритный теплообменник из полимерных материалов, патрубок подачи воздуха, выбросной и приточный воздуховоды, электроподогреватель приточного воздуха, фильтры очистки воздуха, распределитель приточного воздуха, озонатор коронного разряда с трубопроводами подачи озона, рециркуляционный канал, при этом по пути движения удаляемого воздуха в рециркуляционном канале последовательно установлены побудительный вентилятор, эжектор и влагоотделитель, при этом заборное отверстие вентилятора расположено в канале выбросного воздуховода, а второй вход эжектора соединен с озонатором при помощи трубопровода. Это позволяет обеспечить требуемые параметры микроклимата (температура, газовый состав и чистота воздуха) в рабочей зоне размещения животных производственных помещений животноводческих ферм при значительном (до 60%) снижении энергозатрат на подогрев приточного воздуха и повышении надежности работы электротеплового оборудования и улучшении окружающей среды. 1 ил.

Ламинированная сульфированным блок-сополимером мембрана для вентиляции с рекуперацией энергии // 2587445

Изобретение относится к ламинированной мембране для использования в центральном блоке вентиляционной системы с рекуперацией энергии для обмена теплом и паром между двумя независимыми входящим и выходящим воздушными потоками без их перемешивания. Ламинированная мембрана имеет волокнистую микропористую поддерживающую подложку и пленку, ламинированную на микропористую поддерживающую подложку. В состав пленки входит сульфированный блок-сополимер, имеющий по меньшей мере один концевой блок А и по меньшей мере один внутренний блок B, в котором каждый блок А, по существу, не содержит сульфокислотных или сульфоэфирных функциональных групп, и каждый блок B представляет собой полимерный блок, содержащий от приблизительно 10 до приблизительно 100 мол.% сульфокислотных или сульфоэфирных функциональных групп в зависимости от числа мономерных звеньев. Описана также система рекуперации энергии, содержащая множество ламинированных мембран, образованных микропористой волокнистой поддерживающей подложкой и пленкой, в состав которой входит сульфированный блок-сополимер, ламинированный на микропористой поддерживающей подложке. Технический результат - улучшенные значения скорости переноса водяного пара, в частности выше 96%. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Установка утилизации тепла оборудования // 2607863

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами. Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации воды от технологического оборудования. Это достигается тем, что в установке утилизации тепла оборудования, содержащей корпус, поддон, систему защиты от обмерзания, двухступенчатый контактный теплообменник с форсуночной системой орошения и компактной тонкопленочной гофрированной насадкой, систему охлаждения с теплообменником, насадка выполнена из компактной тонкопленочной гофрированной пленки, причем отформованные листы насадки соединены клеем, а насадочная поверхность представляет собой чередующиеся каналы треугольной формы, которые наклонены к оси стекания теплоносителя по противоточной схеме: один лист под углом +30°, другой, наклеенный на него, -30°, а по длине каналы выполнены с П-образным гофрированием, при этом форсунка форсуночной системы орошения содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие, и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а в нижней части центрального цилиндрического сердечника закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка. 2 ил.

Объемный блок оборудования мобильной технологической установки // 2639231

Изобретение относится к строительству транспортабельных промышленных объектов с разновидностями технологического оборудования, технологические процессы в которых сопровождаются интенсивным выделением тепла в результате экзотермических реакций. Объемный блок оборудования мобильной технологической установки содержит металлический каркас в виде поперечных рам, соединенных между собой связями, обшивку днища, стен и крыши, снабженную теплоизоляцией и прикрепленную к металлическому каркасу, и размещенное в объемном блоке технологическое оборудование. Технологическое оборудование оснащено замкнутым контуром охлаждения и размещено в жесткой пространственной конструкции, соединенной с металлическим каркасом, которая снабжена воздухопроницаемыми межэтажными настилами. Объемный блок оборудован системой вентиляции с приемной решеткой, установленной на его наружной обшивке, последовательно установленными по ходу воздуха и связанными между собой с помощью трубопровода калорифером, вентилятором и горизонтально ориентированным вентиляционным коллектором, размещенным над днищем объемного блока вдоль внутреннего периметра его обшивки, и оснащенным равноотстоящими друг от друга по его длине раструбами, направленными горизонтально к середине днища объемного блока, на крыше которого установлены вытяжные вентиляционные дефлекторы. Калорифер системы вентиляции оснащен устройствами входа и выхода из него греющей среды, которыми калорифер встроен в замкнутый контур охлаждения технологического оборудования. В замкнутый контур охлаждения технологического оборудования перед калорифером системы вентиляции встроен регулятор расхода теплоносителя, а параллельно с указанными регулятором и калорифером - теплообменник отвода избыточного тепла, снабженный внешним контуром охлаждения. Изобретение позволяет обеспечивать полезное использование тепла, выделяемого при экзотермических реакциях в технологическом оборудовании объемного блока, для его обогрева, а также для обогрева вспомогательной инфраструктуры. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.