Установка для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха

 

Использование: для вентиляции и кондиционирования воздуха, преимущественно в судовых установках для утилизации тепловой энергии. Сущность изобретения: установка содержит воздуховоды приточного и вытяжного воздуха, воздухоразделительные устройства с системой управления, два параллельно подключенных блока, заполненных теплоаккумулирующей насадкой, при этом воздухораспределительное устройство выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя пазами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки, соединенные с воздуховодами, а внутри корпуса коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответсвующую окнам корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и может быть использовано преимущественно в судовых установках для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования и вентиляции воздуха.

Известна установка переключающегося регенеративного теплообменника для утилизации тепловой энергии из кн: "Рекомендации по расчету оборудования для утилизации тепла и холода в системах вентиляции и кондиционирования воздуха", Ташкент, ТашЗВНИИЭП, 1979 г. , с. 15, которая содержит воздуховоды приточного и вытяжного воздуха и подключенные к этим воздуховодам через переключающие клапаны с системой управления параллельно два блока, заполненные теплоаккумулирующей насадкой.

Недостатком известной установки является низкая эффективность поддержания температуры приточного воздуха после блока, обусловленная цикличными колебаниями температуры и влажности приточного воздуха, а также прекращением подачи приточного воздуха в помещение на некоторое время после срабатывания переключающихся клапанов.

Указанные недостатки частично устранены в известной установке для утилизации тепловой энергии преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования, которая содержит воздуховоды приточного и вытяжного воздуха и подключенные к этим воздуховодам через переключающие клапаны с системой управления параллельно один другому два блока, заполненные теплоаккумулирующей насадкой. Установка снабжена по меньшей мере одним дополнительным блоком с теплоаккумулирующей насадкой, подсоединенным к воздуховодам параллельно основным блокам через переключающие клапаны.

Основным недостатком известной установки является сложность конструкции, обусловленная наличием дополнительных блоков с теплоаккумулирующей насадкой, соответственно разветвленной системой воздуховодов. Предусмотренный в устройстве сдвиг по времени переключения клапанов приводит к необходимости нескольких систем управления переключением клапанов.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха, содержащей воздуховоды приточного и вытяжного воздуха, воздухораспределительные устройства с системой управления, два параллельно подключенных блока, заполненных теплоаккумулирующей насадкой, каждое из воздухораспределительных устройств выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки соединения с воздуховодами, а внутри корпуса коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения и установки для утилизации тепловой энергии по прототипу показал, что отличия характеризуются следующей совокупностью признаков: каждое из воздухораспределительных устройств выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки соединения с воздуховодами, а внутри корпуса коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса.

Выполнение каждого из воздухораспределительных устройств в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, внутри которых коаксиально размещен поворотный стакан с окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса, позволяет исключить прекращение подачи приточного воздуха в помещение во время переключения теплоносителей и обеспечивает равномерное поле температур и расходов перед блоком с теплоаккумулирующей насадкой, что исключает необходимость применения дополнительных блоков с теплоаккумулирующей насадкой, существенно упрощает разветвленную систему воздуховодов и систему управления.

За счет подсоединения под острым углом к оси воздухораспределительных устройств патрубков соединения с воздуховодами происходит равномерное слияние потоков, уменьшение гидравлического сопротивления, что дает возможность обеспечить равномерное поле температур и расходов на выходе воздухораспределительных устройств без применения соответствующих дополнительных устройств.

Наличие общего привода системы управления, кинематически связанного со стаканом каждого воздухораспределительного устройства позволяет обеспечить синхронное практически одновременное их переключение, что значительно проще по сравнению с устройством по прототипу, где общим приводом осуществить переключение со сдвигом воздухораспределительных устройств невозможно.

Таким образом, цель изобретения причинно связана с признаками объекта изобретения, каждый из которых необходим, а вместе взятые достаточны для достижения поставленной цели.

На основании изложенного можно констатировать, что предлагаемое решение соответствует критерию "новизна".

Дополнительно проведенный поиск по источникам патентной и научно-технической информации не выявил объекты, которые имеют признаки, сходные с признаками, отличающими предложенное решение от прототипа. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 изображена схема установки для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха; на фиг. 2 - общий вид воздухораспределительного устройства.

Установка для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха содержит воздуховоды приточного 1 и вытяжного 2 воздуха, воздухораспределительные устройства 3 с системой управления (не показана), непосредственно подсоединенные к двум параллельно подключенным блокам (матрицам) 4 и 5, заполненным теплоаккумулирующей насадкой. Каждое из воздухораспределительных устройств 3 (см. фиг. 2) выполнено в виде цилиндрического корпуса 6 с двумя парами диаметрально расположенных окон: впускных 7 и выпускных 8. Ширина перемычки на корпусе 6 между окнами 7 и 8 на порядок меньше размера окна в тангенциальном направлении, благодаря чему достигается равномерность расходов приточного и вытяжного воздуха при переключении воздухораспределительных устройств 3 за счет равенства сечений окон 7 или 8 и сечения на выходе из воздухораспределительного устройства 3. К окнам 7 и 8 под острым углом к оси воздухораспределительного устройства 3 подсоединены короткие симметричные патрубки 9 соединения с воздуховодами 1 и 2. Внутри корпуса 6 коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом 10 системы управления поворотный стакан 11 с двумя диаметрально расположенными окнами 12, имеющими геометрию, соответствующую окнам 7 и 8 корпуса 6. В качестве привода 10 может быть применен например, шаговый электродвигатель с системой регулируемых тяг или блоком шестерен.

Работает установка следующим образом.

При подготовке установки к работе, например отработанный воздух (газовая смесь), отбираемый из обслуживаемого помещения, проходит по воздуховодам 2 вытяжного воздуха через патрубки 9, и окна 7 воздухораспределительного устройства 3 в блок 4, где происходит нагрев насадки. Одновременно приточный воздух проходит через блок 5 и подается в обслуживаемое помещение. При этом впускные окна 7 открыты и выпускные 8 закрыты.

После достижения заданной температуры насадки блока 4 происходит одновременное переключение всех воздухорас- пределительных устройств таким образом, что впускные окна 7 закрываются, а выпускные 8 открываются, что дает возможность теплому (отработанному) воздуху проходить через блок 5, нагревая его насадку. Приточный воздух идет через блок 4 и, подогревшись, поступает в обслуживаемое помещение. В дальнейшем цикл работы повторяется.

При работе установки пульсаций теплоносителей по расходу не происходит. Так, например, при переброске приточного холодного воздуха с линии вытяжного воздуха на линию приточного воздуха на сколько закрываются впускные окна 7 приточной системы блока 5, на столько открываются выпускные окна 8 вытяжной системы блока 4. То же самое происходит с теплым воздухом. В момент смены потоков происходит частичное перемешивание теплоносителей в объеме блока с насадкой, но для систем вентиляции и кондиционирования это можно считать несущественным.

Благодаря отличительным признакам предложенного технического решения достигается упрощение конструкции установки для утилизации тепловой энергии в системах кондиционирования воздуха за счет уменьшения числа блоков с теплоаккумулирующей насадкой, разветвленной сети воздуховодов, системы управления воздухораспределительными устройствами.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1037024, кл. F 24 F 5/00, 1985.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА, содержащая воздуховоды приточного и вытяжного воздуха, воздухораспределительные устройства с системой управления, два параллельно подключенных блока, заполненных теплоаккумулирующей насадкой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, воздухораспределительное устройство выполнено в виде цилиндрического корпуса с двумя парами диаметрально расположенных окон, к которым под острым углом к оси воздухораспределительного устройства подсоединены патрубки, соединенные с воздуховодами, а в корпусе коаксиально размещен кинематически связанный с общим приводом системы управления поворотный стакан с двумя диаметрально расположенными окнами, имеющими геометрию, соответствующую окнам корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2