Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением
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. Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением включает вентиляторную градирню, в нижней части корпуса установлен поддон для сбора охлажденной воды, причем в корпусе над поддоном выполнены эжектирующие отверстия для притока наружного воздуха, а в верхней части расположено оросительное устройство с форсунками и осевой вентилятор, причем кондиционер содержит центробежный вентилятор, подающий воздух в помещение, а также приточную и выхлопную шахты, имеющие общую разделяющую их стенку, при этом автоматический клапан регулирует подачу наружного и рециркуляционного воздуха через фильтр из помещения, поступающего по воздуховоду, в котором установлен осевой вентилятор, при этом форсунка оросительного устройства градирни выполнена с распылительным диском и содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, в нижней части цилиндрического отверстия 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 цилиндрического отверстия, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка, а к корпусу, в его нижней части, посредством по крайней мере трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска, при этом диск распылителя образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, является кривая линия n-го порядка, а вторая - плоскость, а диск распылителя образован двумя конгруэнтными и эквидистантными поверхностями n-го порядка, а спицы, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, по форме выполнены прямыми или изогнутыми. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса автоматического регулирования двухвентиляторных кондиционеров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
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.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является кондиционер по патенту РФ №2349841, кл. F24F 3/06, содержащий корпус, секции приемных клапанов, и подогрева, оросительную камеру, в которой установлены форсунки и каплеуловители с поддоном - фильтром, секцию фильтров, соединенную с вентиляционным агрегатом.
Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность процесса автоматического регулирования.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса автоматического регулирования двухвентиляторных кондиционеров.
Это достигается тем, что в системе кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением, включающая в себя вентиляторную градирню, устанавливаемую на крыше кондиционируемого помещения, а в нижней части корпуса вентиляторной градирни установлен поддон для сбора охлажденной воды, причем в корпусе над поддоном выполнены эжектирующие отверстия для притока наружного воздуха, а в верхней части корпуса градирни расположено оросительное устройство с форсунками и осевой вентилятор, причем кондиционер содержит центробежный вентилятор, подающий воздух в помещение, масляный самоочищающийся фильтр, теплообменный аппарат, камеру орошения, связанную трубопроводом с центробежным насосом, а также приточную и выхлопную шахты, имеющие общую разделяющую их стенку, при этом автоматический клапан регулирует подачу наружного и рециркуляционного воздуха через фильтр из помещения.
На фиг. 1 изображена система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением, на фиг. 2 - схема форсунки оросительного устройства 4 градирни 2.
Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением включает в себя вентиляторную градирню 2, устанавливаемую на крыше кондиционируемого помещения 1. В нижней части корпуса вентиляторной градирни 2 установлен поддон 3 для сбора охлажденной воды, причем в корпусе над поддоном 3 выполнены эжектирующие отверстия для притока наружного воздуха с температурой t1. В верхней части корпуса градирни 2 расположено оросительное устройство 4 с форсунками и осевой вентилятор 5. Кондиционер 8 содержит центробежный вентилятор 6, подающий воздух в помещение 1, масляный самоочищающийся фильтр 11, теплообменный аппарат 10 (поверхностный воздухоохладитель в теплый период, и поверхностный воздухонагреватель в холодный период), камеру орошения 9, связанную трубопроводом с центробежным насосом 17.
Система кондиционирования выполнена таким образом, что приточная 12 и выхлопная 13 шахты имеют общую разделяющую их стенку 14, что позволяет в холодное время года использовать удаляемое из помещения 1 тепло и снижать нагрузку на теплообменный аппарат 10 для подогрева наружного воздуха. Кроме того, приточная шахта может быть размещена внутри выхлопной с целью экономии энергоресурсов всего предприятия, где установлены кондиционеры (на чертеже не показано). Автоматический клапан 15 регулирует подачу наружного и рециркуляционного воздуха из помещения 1, поступающего по воздуховоду 19, в котором установлен осевой вентилятор 7, через фильтр 18. Центробежный насос 16 осуществляет подачу воды по системе трубопроводов 20: охлажденной - из градирни 2 в теплообменный аппарат 10, а нагретой - из теплообменного аппарата 10 в оросительное устройство 4 с форсунками градирни 2.
Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением работает следующим образом.
Двухступенчатое испарительное охлаждение воздуха производится в теплообменном аппарате 10 (I ступень) и в форсуночной или насадочной камере орошения 9 (II ступень). В I ступени воздух охлаждается в поверхностных теплообменниках, питаемых водой, которая охлаждается в свою очередь в градирне 2 при испарении воды в воздух. Систему кондиционирования воздуха с двухступенчатым испарительным охлаждением можно классифицировать по пропуску воздуха как систему с процессами двухступенчатой обработки воздуха с водовоздушным рекуперативным теплообменником 10, в которой градирня 2 и кондиционер 8 работают на наружном воздухе, который проходит поверхностный воздухоохладитель и охлаждается в нем, затем воздух орошается циркуляционной водой, разбрызгиваемой в форсунками 4 и адиабатически увлажняется и охлаждается. Проходя через приточный вентилятор 6 и воздуховоды, воздух нагревается на 0,5÷1° и выпускается в помещение с параметрами, соответствующими точке приточного воздуха, а после ассимиляции тепла и влаги в помещении воздух принимает параметры точки, соответствующей нормативным параметрам воздуха в помещении. Охлаждение воды для теплообменника 10 производится за счет испарения ее в градирне 2 (или в камере орошения 9), через которую проходит наружный воздух, при этом воздух увлажняется, температура его понижается, а энтальпия повышается за счет тепла охлаждаемой воды. Если энтальпия воздуха в помещении существенно ниже энтальпии наружного воздуха, то целесообразно направлять в градирню 2 внутренний воздух вместо наружного. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей кондиционера, градирни и воздуховодах нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4).
На фиг. 2 представлена схема форсунки оросительного устройства 4 градирни 2.
Форсунка выполнена с распылительным диском и содержит цилиндрический корпус 21 со штуцером 22, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и, имеющим цилиндрическое отверстие 23 для подвода жидкости, соединенное с диффузором 24, осесимметричным корпусу и штуцеру. В нижней части цилиндрического отверстия 23 для подвода жидкости закреплен полый конический завихритель 27, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 28, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке цилиндрического отверстия 23 (на чертеже не показана), выполненной на его внутренней поверхности. На внешней поверхности полого конического завихрителя 27 выполнена сквозная винтовая нарезка 29.
К корпусу 21, в его нижней части, посредством, по крайней мере, трех спиц 26 подсоединен распылитель 25, расположенный перпендикулярно оси корпуса, и выполненный в виде сплошного диска. Диск распылителя 25 образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора 24, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность является кривая линия n-го порядка, например эллиптическая, параболическая и др., а вторая - плоскость.
Спицы 26, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, расположены радиально по отношению к оси корпуса, и по форме могут быть выполнены прямыми и изогнутыми (на чертеже не показано), причем к корпусу они крепятся посредством винтов, а к диску -либо с помощью разъемного соединения, например резьбового, либо неразъемного, например контактной сваркой. Диск распылителя может быть образован двумя конгруэнтными и эквидистантными поверхностями n-го порядка, при этом распылитель форсунки может быть выполнен из твердых материалов, например карбида вольфрама.
Форсунка работает следующим образом.
Жидкость под давлением подается в полость цилиндрического отверстия 23 для подвода жидкости корпуса 21 форсунки, а затем в нижнюю часть отверстия 23, и через конический завихритель 27, выходит наружу, в распылитель 25, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный поток выходит из форсунки с широким факелом распыляющейся жидкости (раствора).
Возможен вариант выполнения форсунок, когда в распылителе, выполненным в виде сплошного диска 25, расположено центральное отверстие с винтовой нарезкой (на чертеже не показано), направление винтовой линии которой противоположно направлению винтовой линии винтовой нарезки 29 конического завихрителя 27. На спицах 26, посредством которых диск 25 распылителя крепится к корпусу 21 форсунки, установлены винтовые пропеллеры (на чертеже не показано) для получения мелкодисперсного распыла жидкости.
1. Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением, включающая в себя вентиляторную градирню, устанавливаемую на крыше кондиционируемого помещения, в нижней части корпуса вентиляторной градирни установлен поддон для сбора охлажденной воды, причем в корпусе над поддоном выполнены эжектирующие отверстия для притока наружного воздуха, а в верхней части корпуса градирни расположено оросительное устройство с форсунками и осевой вентилятор, причем кондиционер содержит центробежный вентилятор, подающий воздух в помещение, масляный самоочищающийся фильтр, теплообменный аппарат, камеру орошения, связанную трубопроводом с центробежным насосом, а также приточную и выхлопную шахты, имеющие общую разделяющую их стенку, при этом автоматический клапан регулирует подачу наружного и рециркуляционного воздуха через фильтр из помещения, поступающего по воздуховоду, в котором установлен осевой вентилятор, при этом на поверхности деталей кондиционера, градирни и воздуховодах нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4), отличающаяся тем, что форсунка оросительного устройства градирни выполнена с распылительным диском и содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, в нижней части цилиндрического отверстия 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 цилиндрического отверстия, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка, а к корпусу, в его нижней части, посредством по крайней мере трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска, при этом диск распылителя образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, является кривая линия n-го порядка, а вторая - плоскость, а диск распылителя образован двумя конгруэнтными и эквидистантными поверхностями n-го порядка, а спицы, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, по форме выполнены прямыми или изогнутыми.
2. Система кондиционирования воздуха с комбинированным косвенным охлаждением по п. 1, отличающаяся тем, что в распылителе форсунки, выполненном в виде сплошного диска, расположено центральное отверстие с винтовой нарезкой, направление винтовой линии которой противоположно направлению винтовой линии винтовой нарезки конического завихрителя, а на спицах, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу форсунки, установлены винтовые пропеллеры для получения мелкодисперсного распыла жидкости.
