Установка кондиционирования воздуха

 

УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая каналы приточного и вытяжного воздуха с установленными в каждом из них теплообменными аппаратами, соединенньр и между собой циркуляционным контуром промежуточного теплоносителя, и тепловой насос, каждый теплообменник которого включен в одну из ветвей циркуляционного контура между теплообменными аппаратами , отличающаяся тем, что,с целью повышения эффективности утилизации тепла, установка снабжена контактным теплообменником, установленным в канале вытяжного воздуха после теплообменного аппарата, параллельно циркуляционному контуру, и поверхностным теплообменником, установленным в канале приточного воздуха после теплообменного аппарата и подключенным параллельно к теплообменникам теплового насоса,причем гепглообменный аппарат в канале приточного воздуха выполнен в виде контактного теплообменника.§ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П F 24 F 3 147

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 3555501/29-06 (22) 22.02.83 (46) 30 .10,84. Бюл.Р 40 (72) С.П.Бондаренко и Н.Т.Гренишен (71) Украинская сельскохозяйственная академия (53) 697.94(088.8) (56) 1.Патент Великобритании

Р 1547228, кл. F 4 V, опублик.1979, (54)(57) УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

ВОЗДУХА, содержащая каналы приточного и. вытяжного воздуха с установленными в каждом из них теплообменными аппаратами, соединенными между собой циркуляционным контуром промежуточного теплоносителя, и тепловой насос, каждый теплообменник которого включен

„.80„„ДДД ЯЯ А в одну из ветвей циркуляционного контура между теплообменными аппаратами, отличающаяся тем, чтс,с целью повышения эффективности утилизации тепла, установка снабжена контактным теплообменником, установленным в канале вытяжного воздуха после теплообменного аппарата, параллельно циркуляционному контуру,и поверхностным теплообменником, установленным в.канале приточного воздуха после теплообменног6 аппарата и подключенным параллельно к теплообменникам теплового насоса, причем теп;. лообменный аппарат в канале приточного воздуха выполнен в виде контактного теплообменника.

1121549

Известна установка кондиционирования воздуха, содержащая каналы приточного и вытяжного воздуха с установленными в каждом из них теплообмен-. ными аппаратами, соединенными между собой циркуляционным контуром промежуточного теплоносителя, и тепловой насос, каждый теплообменник которого включен в одну из ветвей циркуляционного контура между теплообменными аппаратами (1 ), 10

Недостатком данной установки является низкая эффективность утилизации тепла. Это обусловлено невозможностью охлаждения вытяжного воздуха до низкой температуры иэ-эа замерзания на теплопередающей поверхности влаги, конденсирующейся при охлаждении вытяжного воздуха.

Цель, изобретения — повышение эффективности утилизации тепла.

Поставленная цель достигается тем, что установка кондиционирования воэ духа, содержащая каналы приточного и вытяжного воздуха с установленными в каждом из них теплообменными аппаратами, соединенными между собой циркуляционным контуром промежуточно. го теплоносителя, и тепловой насос, каждый теплообменник которого включен в одну из ветвей циркуляционного контура между теплообменными 30 аппаратами, снабжена контактным теплообменником, установленным в канале вытяжного воздуха после теплообменного аппарата, параллельно циркуля-. ционному контуру, и поверхностным 35 теплообменником, установленным B канале приточного воздуха после теплообменного аппарата и подключенным параллельно к теплообменникам теплового насоса, причем теплообменный ап-„ парат в канале приточного воздуха выполнен в виде контактного теплообменника, На чертеже приведена принципиальная схема одного из возможных вари- Я антов выполнения установки кондиционирования воздуха.

Установка содержит каналы 1 и 2 приточного и вытяжного воздуха с установленными в каждом иэ них тепло- о обменными аппаратами 4 и 3, соединенными между собой циркуляционным контуром 5 промежуточного теплоносителя, и тепловой насос 6, каждый теплообменник 7 и 8 которого включен в одну иэ ветвей циркуляционного контура 5 между теплообменными аппаратами 4,3. Кроме того, установка снабжена контактным теплообменником 9, установленным в канале 2 вытяжного воздуха после теплообменного аппарата 4, а в циркуляционном контуре 5 параллельно последнему, и поверхностным теплообменником 10, установленным в канале 1 приточного воздуха после теплообменного аппарата 3 и,. подключенным параллельно к теплообменникам 7 и 8 теплового насоса 6, причем теплообменный аппарат 3 в канале 1 приточного воздуха выполнен в виде контактного теплообменника.

Для нормального функционаирования установка имеет приточный и вытяжной вентиляторы 11 и 12, компрессор 13, терморегулирующий вентиль 14, четырехходовый клапан 15 и регулирующие вентили 16 и 17 с приводом, насосы

18 и 19 для циркуляции промежуточного теплоносителя, регулирующие вентили

20 и 21, датчик 22 концентрации промежуточного теплоносителя, датчик 23 влажности воздуха и датчики 24 и 25 температуры.

Установка работает следующим образом, Вытяжной вентиляционный воздух, подаваемый вентилятором 12 иэ кондиционируемого помещения, проходит через рекуперативный теплообменный аппарат 4, контактный теплообменник

9 и выбрасывается наружу здания.

Чистый приточный воздух забирается снаружи здания, проходит через теплообменный аппарат.3, теплообменник

10 теплового насоса 6.,и вентилятором

11 нагнетается в кондиционируемое помещение. В контактном теплообмейнике 9 вытяжной воздух при непосредственном контакте с промежуточным теплоносителем отдает ему свою теп- лоту. Влага, конденсирующаяся при охлаждении воздуха, поглощается незамерзающим гигроскопическим промежуточным теплоносителем. Поэтому теплообменник не замерзает даже при охлаждении вытяжного воздуха до температуры ниже .0 С. Следовательно, в контактном теплообменнике 9 от вытяжного воздуха можно отбирать такое количество теплоты, которое необходимо для нагрева приточного воздуха. В теплообменном аппарате

3 при непосредственном контакте с приточным воздухом промежуточный теплоноситель отдает ему теплоту и влагу, поглощенные из вытяжного воздуха, Таким образом обеспечивается подогрев и увлажнение приточного воздуха, Тепловой насос 6 увеличивает количество теплоты, передаваемой от вытяжного вентиляционного воздуха к приточному путем увеличения разности температур между промежуточным теплоносителем и воздухом в контактНоМ теплообменном аппарате 3 и теплообменнике 9. В теплообменном аппарате 3 промежуточный теплоноситель охлаждается, отдавая теплоту приточному воздуху. Затем он проходит через теплообменник 7 теплового насоса 6, где охлаждается до более низкой температуры, и подается в контактный теплообменник 9, в

1121549

ВНИИПИ Эаказ 7964/32 Тираж 710 . Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 котором подогревается, отбирая теплоту от вытяжного воздуха. Теплообменник 8 теплового насоса 6 обеспечивает подогрев промежуточного теплоносителя до более высокой температуры эа счет теплоты, отобранной от промежуточного теплоносителя в теплообменннике 7, Изменением производительности теплового насоса можно изменять количество теплоты, передаваемой от вытяжного воздуха к приточному, т.е. поддерживать заданную температуру воздуха внутри помещения, Для нагрева приточного воздуха до требуемой температуры температура 35 промежуточного .теплоносителя в теплообменном аппарате 4 должна быть . повышена до уровня, при котором из него в приточный воздух будет испаряться больше воды, чем конденсироваться из вытяжного воздуха в контактном теплообменнике 9. При этом концентрация промежуточного теплоносителя будет повышаться. Для поддержания концентрации промежуточного теплоносителя при подогреве

25 приточного воздуха до необходимой температуры в канале приточного воздуха установлен поверхностный теплообменник 10 теплового насоса 6.

При повышении концентрации промежуточного теплоносителя.по сигналу датчика 22 концентрации вентиль 16 открывается, а вентиль 17 прикрывается, холодильный агент направляется в теплообменник 10. Промежуточ- 35 ный теплоноситель меньше подогревается в теплообменнике 8, температура

его снижается, уменьшается испарение влаги в приточный воздух, и концентрация промежуточного тепло- 4п носителя восстанавливается. Снижение температуры воздуха после теплообменного аппарата 3 компенсируется подогревом его в теплообменнике 10.

Влажность воздуха в кондиционируе- 45 мом помещении поддерживается путем регулирования количества влаги, передаваемой от вытяжного воздуха к приточному. Для этой цели в канале 2 вытяжного воздуха установлен тепло- . обменный аппарат 4. Влага, конденсирующая при охлаждении вытяжного воздуха в теплообменном аппарате 4, отводится в канализацию и не попадает в приточный воздух. Теплота парообра=: эования, освобождающаяся при кон- 55 денсации влаги, вместе с явной теплотой вытяжного воздуха передается промежуточному .теплоносителю и в теплообменном аппарате 3 расходуется на подогрев приточного воздуха, а не, на испарение влаги иэ промежуточного теплоносителя. Следовательно, для нагрева приточного воздуха до той же температуры вытяжной воздух охлаждается до более высокой темпе- ратуры. При этом с ним уносится боль- шее количество влаги, так как воздух при более высокой температуре имеет большее влагосодержание, Количество влаги, передаваемой от вытяжного воздуха к приточному, уменьшается на количество влаги, конденсировавшейся в теплообменном аппарате 4,и на величину увеличения влагосодержания вытяжного воздуха на выходе из контактного теплообменника 9. Количество влаги, конденсирующейся в теплообменном аппарате 4, регулируется изменением количества промежуточного теплоносителя, проходящего через теплообменный аппарат 4, вентилями 20 и 21 по сигналу датчика 23 влажности. При большем количестве промежуточного теплоносителя, проходящего через теплообменный аппарат 3, температура его снижается и количество конденсирующейся влаги увеличивается. Датчик 25 температуры обеспечивает поддержание положительной температуры теплопередающей поверхности теплообменника, чтобы не допустить ее обледенения.

В летнем режиме работы установка обеспечивает охлаждение и осушение приточного воздуха. Для перевода установки в летний режим работы необходимо переключить четырехходовой клапан. В этом случае теплообменник 7 теплового насоса 6 становится конденсатором и подогревает промежуточный теплоноситель, а теплоообменники 8 и 10 становятся испарителями и обеспечивают охлаждение приточного воздуха °

Использование контактных теплообменников позволяет передавать от вытяжного воздуха к цриточному такое количество теплоты, которое необходимо для подогрева приточного воздуха, чтобы поддерживать в кондиционируемом помещении заданную температуру, т.е. увеличивает количество передаваемой установкой теплоты на 50-70Ъ. При. этом количество энергии, расходуемой тепловым насосом на увеличение разности температур между теплоносителями,увеличивается незначительно.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить эффектив-. ность утилизации тепла.