Устройство для тепловлажностной обработки воздуха

Авторы патента:

Аверкин Александр Григорьевич (RU)

Семков Станислав Владимирович (RU)

Еремкин Александр Иванович (RU)

Аверкин Юрий Александрович (RU)

Киселев Сергей Олегович (RU)

Иванов Эдуард Михайлович (RU)

F24F3/00 - Системы кондиционирования воздуха, в которых первичный кондиционированный воздух подается от одной или нескольких центральных станций к распределительным точкам в помещениях или пространствах, где он может быть вторично обработан; устройства, предназначенные для таких систем (комнатные агрегаты F24F 1/00; конструкции теплообменников F28)

Владельцы патента RU 2581982:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" (RU)

Изобретение относится к устройствам для тепловлажностной обработки воздушных потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования для увлажнения и охлаждения воздуха. Устройство состоит из размещенной в воздушном канале с вентилятором камеры орошения, нижняя часть (поддон) которой служит баком для воды, насоса, блока сотовой насадки из гофрированных гигроскопичных листов, водораспределителя, выполненного в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для воды и расположенного сверху насадки. Блок сотовой насадки смонтирован на стойках, которые снизу опираются на пружины, закрепленные на дне поддона камеры, он при помощи крепежных элементов жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электродвигателем. Таким образом, эффективность тепловлажностной обработки воздуха достигается за счет значительного увеличения поверхности тепломассообмена между воздухом и водой при одновременном снижении удельного расхода воды на его обработку, т.е. коэффициента орошения. 4 ил.

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для увлажнения и охлаждения воздуха в адиабатических условиях.

Известен контактный аппарат для тепловлажностной обработки воздуха, в частности блок-камера форсуночного орошения [1]. Конструктивно она выполняется в виде прямоугольного параллелепипеда (короба), внутри располагаются горизонтальные и вертикальные трубопроводы (стояки), на последних крепятся механические форсунки. Нижняя часть камеры выполнена в виде поддона и служит в качестве сборника для воды. Камера снабжена центробежным вентилятором для подачи воздуха и насосом для подачи воды.

При адиабатном увлажнении воздуха используется рециркуляционная вода. Вода из поддона забирается насосом под давлением ~150…300 кПа подается по трубопроводам к форсункам и в распыленном виде вводится в воздушный поток. При этом образуется развитая (большая) поверхность тепломассообмена между воздухом и водой, которая определяется суммарной поверхностью капель распыленной воды. Часть распыленной влаги испаряется в воздухе и увлажняет его, другая масса капель подает вниз обратно в поддон, откуда с помощью насоса снова направляется к механическим форсункам для распыления и т.д. Производительность механических форсунок и размер образующихся капель воды зависит от создаваемого насосом давления воды перед ними: чем выше давление, тем выше производительность, тем на большее количество мелких капель дробиться выходящая из них вода.

Недостатком данной конструкции является повышенный расход электроэнергии на привод насоса, связанный с распылением воды через механические форсунки. Водяная линия характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением.

Также известна конструкция контактного аппарата - блок-камера сотового увлажнения, характеризующаяся пониженным расходом электроэнергии на образование поверхности контакта (тепломассообмена) между воздухом и водой [1].

Конструктивно она также выполняется в виде прямоугольного параллелепипеда, снабжена вентилятором для воздуха. По высоте блок-камеры установлены сотовые насадки, собираемые из гофрированных гигроскопичных листов. Сверху насадки смонтирован оросительный водораспределитель в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для равномерного распределения воды по сечению камеры (насадки). Нижняя часть сотовой насадки располагается над поддоном камеры, который служит баком для воды. Камера оборудована насосом, который обеспечивает рециркуляцию воды: вода из поддона через шланг подается на оросительный водораспределитель, откуда поступает на гофрированные гигроскопичные листы сотовой насадки. Вода смачивает листы насадки и в виде водной пленки под действием силы тяжести стекает в поддон камеры. За счет работы вентилятора воздух проходит в зазорах между листами насадки, контактируя со стекающей водной пленкой, увлажняется и выходит из камеры наружу. Поверхность тепломассообмена между воздухом и влажной поверхностью определяется размерами увлажненного материала в слое насадки.

Достоинством адиабатного увлажнения воздуха водой в орошаемых слоях является значительное снижение электроэнергии на привод водяного насоса по сравнению с энергозатратами в форсуночных оросителях. В блок-камере сотового увлажнения требуемый напор насоса зависит от высоты расположения оросительного водораспределителя над блоком насадки и кратно ниже требуемого напора насоса при распылении воды через механические форсунки. Также снижение расхода электроэнергии на привод водяного насоса в блок-камере сотового увлажнения обусловлено уменьшением коэффициента орошения, т.е. расхода воды, приходящегося на единицу расхода обрабатываемого воздуха [1, с. 46].

К недостатку адиабатного увлажнения воздуха водой в блок-камере сотового увлажнения следует отнести снижение поверхности тепломассообмена между воздухом и водой в единице объема по сравнению с блок-камерами форсуночного орошения, в которых она определяется большой суммарной поверхностью спектра капель распыленной воды. Это значимо будет определять эффективность процесса увлажнения воздуха при его больших расходах.

Предлагаемым изобретением решается задача сохранения работоспособности устройства для тепловлажностной обработки воздуха при повышении эффективности процесса, в частности возможность увлажнения и охлаждения воздуха в адиабатических условиях при снижении удельного расхода воды на обработку воздуха (коэффициента орошения) и одновременно увеличения поверхности тепломассообмена между рабочими средами.

Для достижения указанного технического результата в оросительной блок-камере сотового орошения контактный узел - блок листовой насадки - закреплен на пружинном виброосновании в поддоне камеры и жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электроприводом.

Известно [2, с. 212], что при использовании вибрационного воздействия на рабочие узлы, в частности целенаправленного механического колебания с относительно малой амплитудой и частотой в интервале 10…10³ Гц, позволяет в массообменных процессах резко увеличить поверхность контакта фаз и уменьшить диффузионные сопротивления. Для реализации вибрационного воздействия на контактный узел блок-камеры сотового увлажнения предлагается его соединить с корпусом центробежного вибровозбудителя (механическим вибратором с электродвигателем). Данные вибровозбудители характеризуются низким электропотреблением.

Наиболее близким к заявленному изобретению является блок-камера сотового увлажнения, описание которого приведено выше.

На фиг. 1 изображена схема контактного узла - блок-камера сотового увлажнения для адиабатного увлажнения воздуха водой, на фиг. 2 изображен корпус блок-камеры сотового увлажнения, на фиг. 3 изображен контактный узел с сотовой насадкой, на фиг. 4 изображен корпус центробежного вибровозбудителя с электродвигателем.

Позиции на фиг. 1 обозначают:

1 - корпус камеры; 2 - насос для воды; 3 - радиальный вентилятор.

Позиции на фиг. 2 обозначают:

1 - корпус камеры; 4 - поддон (бак для воды); 5 - водораспределитель.

Позиции на фиг. 3 обозначают:

6 - стойки; 7 - пружины; 8 - блок сотовой насадки; 9 - крепежные элементы; 10 - корпус центробежного вибровозбудителя с электроприводом.

Позиции на фиг. 4 обозначают:

10 - корпус центробежного вибровозбудителя с электродвигателем;

11 - вал электродвигателя;

12 - дебалансная масса.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха содержит корпус камеры 1, в котором смонтирована водяная линия с насосом 2. Камера через воздуховод соединена с радиальным вентилятором 3. Нижняя часть камеры (поддон) 4 служит баком для воды. Вверху камеры расположен водораспределитель 5, выполненный в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для прохода воды. Внутри камеры на стойках 6 закреплен контактный узел, состоящий из блока сотовой насадки 8 - гофрированных листов гигроскопичного материала. Стойки 6 снизу опираются на пружины 7, которые закреплены на дне поддона камеры. Блок сотовой насадки при помощи крепежных элементов 9 жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя 10.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха работает следующим образом.

Воздух при помощи радиального вентилятора 3 поступает в воздушный канал камеры 1, где проходит через увлажненный блок сотовой насадки 8, находящейся в режиме механической вибрации за счет вращения дебалансной массы 12, закрепленной на валу электродвигателя в корпусе центробежного вибратора 10. Гофрированные листы сотовой насадки из гигроскопичного материала постоянно орошаются рециркуляционной водой, поступающей из поддона камеры 4 через водораспределитель 5, с помощью насоса 2. При этом воздух увлажняется за счет пленочного контакта воздушного потока с влажным гигроскопичным материалом сотовой насадки 8 и дополнительно - за счет испарения ореола водных капель, образующихся при механической вибрации влажных листов сотовой насадки.

Неиспарившиеся капельки воды падают обратно вниз в поддон, откуда вода с помощью насоса 2 поступает через водораспределитель 5 на гофрированные листы сотовой насадки, т.е. в камере осуществляется рециркуляция водной фазы. Ее температура стабилизируется на уровне температуры мокрого термометра воздуха. Тепловлажностная обработка воздуха в данных условиях соответствует режиму его адиабатического увлажнения и охлаждения.

Таким образом, к достоинству заявляемого изобретения - устройства для тепловлажностной обработки воздуха следует отнести: повышение эффективности тепловлажностной обработки воздуха в режиме адиабатического увлажнения и охлаждения при снижении удельного расхода воды на его обработку (коэффициента орошения) и одновременно увеличении поверхности тепломассообмена между рабочими средами.

Источники информации

1. Кокорин О.Я. Отечественное оборудование для создания систем вентиляции и кондиционирования воздуха / О.Я. Кокорин. - М.: ЗАО «Типография «Экстра Печать», 2005. - 97 с.

2. Варсанофьев В.Д. Вибрационная техника в химической промышленности / В.Д. Варсанофьев, Э.Э. Кольман-Иванов. - М.: Химия, 1985. - 240 с.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха, содержащее размещенную в воздушном канале с вентилятором камеру орошения с поддоном для воды, оснащенную водяным коллектором с насосом, водораспределителем, контактным узлом, который выполнен в виде блока листовой насадки из гигроскопического материала и расположен между водораспределителем и поддоном камеры, отличающееся тем, что блок листовой насадки закреплен на пружинном виброосновании в поддоне камеры и жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электроприводом.

Изобретение относится к способу и устройству для очистки уличного воздуха от вредных примесей. Передвижной уличный кондиционер содержит корпус с крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, фронтальную заборную решетку, тыльную крышку, в центре которой устроен вытяжной патрубок, закрытый решеткой, в котором помещены аэроионизатор и вытяжной вентилятор, внутри корпуса размещены вертикальные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, между которыми размещена камера орошения, в центре которой расположено оросительное устройство в виде вертикального оросительного стояка с горизонтальными ответвлениями, снабженными форсунками, размещенными параллельно перфорированным контейнерам, питательный штуцер соединен с вертикальным оросительным стояком и шаровым импульсным клапаном, который состоит из корпуса в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар, причем шаровой импульсный клапан соединен через входной клапан с насосом или водопроводом, а корпус кондиционера установлен на опорную раму.

Способ кондиционирования воздуха в помещении // 2581563

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха. Сущность способа заключается в том, что перед подачей в обслуживаемое помещение подготовленную воздушную смесь с необходимыми для поддержания в помещении комфортной воздушной среды и задаваемыми режимом кондиционирования характеристиками по концентрации составляющих и тепловлажностным параметрам дополнительно смешивают с мелкодисперсным водным аэрозолем, с размерами частиц, близкими к наноразмерам, который создают путем распыления под технологическим давлением определенного объема конденсата, образующегося на этапе обеспечения теплового параметра, подаваемого под технологическим давлением в расположенный внутри кондиционера или вне его блок распыления, при этом режим насыщения воздушной смеси аэрозолем регулируют посредством средства мониторинга озона, например хемолюминесцентного газоанализатора озона, команда с которого подается на исполнительный механизм блока распыления.

Способ охлаждения воздуха в помещениях с повышенной и пониженной влажностью воздуха // 2563753

Изобретение предназначено для охлаждения воздуха в системах вентиляции и кондиционирования и может быть использовано при кондиционировании предприятий пищевой и других отраслей промышленности.

Медиаторно-испарительный агрегат охлаждения // 2562787

Изобретение относится к установкам системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Устройство содержит рабочие тела, в пределах зоны испарения имеют расширенную поверхность контакта с потоком набегающего воздуха - наличием капиллярной оболочки и микрорельефом обеспечивающим геометрическое увеличение площади контакта.

Способ кондиционирования воздуха чистых помещений // 2560318

Изобретение относится к способам кондиционирования воздуха чистых помещений. Способ кондиционирования воздуха чистых помещений с использованием прямоточной схемы кондиционирования характеризуется тем, что нагрев воздуха осуществляется холодильной машиной, работающей в режиме теплового насоса, в теплый период за счет охлаждения наружного воздуха до температуры ниже температуры точки росы, для осушения за счет этого до требуемого влагосодержания, при этом избыток тепла используется в системе теплоснабжения, а в холодный период - за счет тепла воздуха, удаляемого из помещения.

Система технологического кондиционирования воздуха центра обработки данных // 2554025

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания комфортных условий микроклимата.

Система поддержания температурного режима в помещении // 2545126

Предлагаемое изобретение относится к средствам поддержания температурного режима воздуха в помещениях. Система поддержания температурного режима в помещении содержит устройство подогрева воздуха, устройство охлаждения воздуха, устройство принудительной циркуляции воздуха в помещении, устройство замера температуры воздуха в помещении, устройство для подачи приточного воздуха, при этом дополнительно система содержит ионизатор воздуха и компьютер с информацией по управлению вышеуказанными устройствами, при этом концентрацию ионов «n-» в воздухе обеспечивают от 1000 до 100000 ион/см3, причем устройство замера температуры воздуха в помещении расположено на высоте от 1 м до 1.5 м от пола и на расстоянии, не превышающем 1.5 м от рабочего места, и температуру «Т» воздуха в помещении определяют по формуле T = ( ∑ i − 1 n t i ) / n , где n - количество устройств замера температуры воздуха в помещении; ti - показание i-го устройства замера температуры воздуха в помещении; при этом температуру воздуха в помещении поддерживают в зависимости от периода года, а также напряженности умственного труда или тяжести физического.

Установка подачи воздуха // 2543594

Изобретение касается установки подачи воздуха. Она содержит: камеру (10) подачи воздуха, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения, сопла (60, 60a, 60b) или сопловой промежуток, через который из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения проходит свежий воздушный поток (L1), по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, в которую из пространства кондиционируемого помещения проходит циркулирующий воздушный поток (L2), по меньшей мере, одно выпускное отверстие (25, 25a, 25b), через которое в пространство кондиционируемого помещения проходит объединенный воздушный поток (LA), образованный в упомянутой, по меньшей мере, одной камере (20, 20a, 20b) смешения из свежего воздушного потока (L1) и циркулирующего воздушного потока (L2), при этом установка подачи воздуха также содержит: по меньшей мере, один регулятор (70, 70a, 70b, 70c, 80, 90) воздушного потока, через который дополнительный воздушный поток (L3) проходит из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, из которой дополнительный воздушный поток (L3) всасывается вместе с циркулирующим воздушным потоком (L2) в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха // 2528165

Устройство относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в системах, обеспечивающих комфортные условия в помещениях, а также для обеспечения различных технологических процессов.

Редукционное воздушное сопло для высоконапорных вентиляционных систем // 2517118

Изобретение относится к вентиляции и одновременному кондиционированию зданий. Сопло согласно изобретению для подачи воздуха в помещения, вентилируемые воздухом под высоким давлением, имеет по существу форму короткого цилиндра и расположенную в его центре камеру для впуска воздуха с цилиндрической боковой обшивкой, снабженной отверстиями, окруженную в направлении радиуса цилиндра по меньшей мере двумя камерами, понижения давления воздуха, наполненными воздухопроницаемым материалом.

Система кондиционирования воздуха, включающая в себя устройство для управления давлением и перепускной клапан // 2612995

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха. Система кондиционирования воздуха содержит первый и второй теплообменники на стороне использования и теплообменник на стороне источника тепла, соответственно соединенные последовательно; компрессор, подсоединенный между первым теплообменником на стороне использования и теплообменником на стороне источника тепла; расширительный клапан, подсоединенный между первым теплообменником на стороне использования и вторым теплообменником на стороне использования; устройство для управления давлением, подсоединенное между вторым теплообменником на стороне использования и теплообменником на стороне источника тепла; и перепускной клапан, подсоединенный между расширительным клапаном и теплообменником на стороне источника тепла, причем устройство для управления давлением выполнено с возможностью поддержания хладагента, который протекает из второго теплообменника на стороне использования в теплообменник на стороне источника тепла, при заданном давлении, перепускной клапан выполнен с возможностью обеспечения обхода хладагентом из расширительного клапана второго теплообменника на стороне использования и устройства для управления давлением, и устройство для управления давлением и перепускной клапан выполнены во взаимодействии друг с другом для удержания температуры компрессора ниже максимально допустимой температуры, заданной для компрессора. Это позволяет уменьшать температуру хладагента, протекающего в компрессор из теплообменника, до уровня, при котором температура хладагента, вытекающего из компрессора, находится в пределах допустимого значения отказоустойчивости компрессора, а также обеспечивать достаточную способность к размораживанию конденсатора даже тогда, когда в контуре имеется устройство для управления давлением. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ увеличения скорости электрического ветра и устройство для его осуществления // 2621386

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в бытовых помещениях, производственных цехах, медицинских кабинетах, овощехранилищах и т.д. Способ увеличения скорости электрического ветра, заключающийся в подаче постоянного напряжения на электроды, расположенные рядами параллельно потоку газа, при этом последовательно с постоянным напряжением подается импульсное напряжение, при этом частота импульсов выбирается из диапазона от 0 до 30 кГц, а длительность импульса выбирается значительно меньше периода следования импульсов. Устройство для увеличения скорости ионного ветра, характеризующееся тем, что источник постоянного напряжения подключен через токоограничивающий элемент к электродам, а параллельно электродам, после токоограничивающего элемента, через конденсатор подключен генератор высоковольтных импульсов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение скорости электрического ветра и увеличение КПД. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Способ эксплуатации чистого помещения и управляющее устройство // 2646200

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации чистого помещения и управляющему устройству для чистого помещения. Оно выполнено с возможностью управления и/или регулирования системы вентиляции помещения, система вентиляции помещения выполнена с возможностью создавать кратность воздухообмена в рабочем помещении и разность давлений между рабочим помещением и окружающим пространством, а управляющее устройство содержит по меньшей мере одно сенсорное устройство, выполненное с возможностью регистрировать фактическое значение, представляющее собой рабочий параметр. Кроме того, управляющее устройство выполнено с возможностью регулировать кратность воздухообмена таким образом, чтобы фактическое значение лежало в диапазоне заданных значений, фактическое значение концентрации частиц регистрируют посредством сенсорного устройства, причем фактическое значение представляет собой рабочий параметр рабочего помещения, причем фактическое значение зависит от изменения кратности воздухообмена, причем фактическое значение регулируют в соответствии с заданным значением, управляющее устройство выбирает заданное значение в зависимости от контроля времени и/или интенсивности движения, причем в качестве заданного значения выбирают заданное значение для рабочего периода или заданное значение для нерабочего периода, причем, по сравнению с рабочим периодом, в нерабочий период концентрация частиц повышена. Это позволяет снизить эксплуатационные затраты на чистое помещение. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.