Система кондиционирования воздуха

 

Использование: в области вентиляции и кондиционирования воздуха. Сущность: теплообменник-воздухонагреватель центрального кондиционера дополнительно соединен с конденсатором холодильной машины при помощи соединительных линий, на которых установлена запорно-регулирующая арматура. 2 ил.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха.

Одним из аналогов является система кондиционирования воздуха помещения [1, 2] содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах; центральный кондиционер, состоящий из теплообменника и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом; местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении; источник тепла, связанный с теплообменником центрального кондиционера посредством трубопроводной обвязки; холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, связывающей испаритель с камерой орошения центрального и местным неавтономным кондиционерами; водоохладитель оборотного водоснабжения, соединенный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки.

В период года, когда теплоснабжение наружного воздуха выше теплосодержания приточного воздуха (теплый период), возможно такое состояние наружного воздуха, когда его политропному охлаждению предшествует процесс нагревания в теплообменнике центрального кондиционера за счет подачи горячей воды от источника тепла. Указанному состоянию соответствуют параметры наружного воздуха, характеризующие на J-d диаграмме областью, расположенной ниже линии предельного процесса политропного охлаждения (см. фиг. 1). Такой линией является прямая, проходящая через точку R, характеризующую параметры пограничного слоя между воздухом и водой с t^min_ж.к в камере орошения при минимально возможной температуре воды, подаваемой от источника холода, и точку П₁, характеризующую параметры приточного воздуха с максимальным значением теплосодержания.

Снятие теплоизбытков с рециркуляционного воздуха в помещении обеспечивается в местном неавтономном кондиционере. Трубопроводная обвязка холодильной машины такова, что подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер и в камеру орошения центрального кондиционера круглогодично производится от испарителя холодильной машины. Это определяет необоснованные затраты электроэнергии на охлаждение воды в холодный период года.

Этот недостаток в значительной степени преодолен в системе кондиционирования воздуха [3] являющейся наиболее близким аналогом и содержащей: вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах; центральный кондиционер, состоящий из теплообменников и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом; местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении; источник тепла, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера по средствам трубопроводной обвязки; холодильную машину, состоящую из конденсатора, испарителя, трубопроводной обвязки контура испарителя, соединяющей испаритель с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера и местным кондиционером; воздухоохладитель оборотного водоснабжения, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки; перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющие контуры испарителя и конденсатора холодильной машины.

В отличие от аналога в данной системе кондиционирования воздуха в период года, когда температура воды от водоохладителя оборотного водоснабжения достаточна для поглощения теплоизбытков в помещении, подача ее производится прямо к местному кондиционеру по перемычкам, соединяющим контуры испарителя и конденсатора, минуя холодильную машину.

Общими признаками наиболее близкого аналога с заявляемым решением является наличие: вентиляторов, установленных на приточном и вытяжном воздуховодах; центрального кондиционера, состоящего из теплообменников и камеры орошения и сообщенного с приточным воздуховодом; местного кондиционера, размещенного в помещении; источника тепла, связанного с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки; холодильной машины, включающей в себя конденсатор, испаритель, трубопроводную обвязку контура испарителя, соединяющую испаритель с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера и местным кондиционером; водоохладителя оборотного водоснабжения, связанного с конденсатором холодильной машины по средствам трубопроводной обвязки, перемычек с запорно-регулирующей арматурой, соединяющих контуры испарителя и конденсатора холодильной машины.

Существенным недостатком технического решения, предложенного в качестве наиболее близкого аналога, является необходимость подачи на теплообменник-воздухонагреватель центрального кондиционера горячей воды от источника тепла в летний период года (не характерный для работы систем теплоснабжения), когда по условиям тепловлажностной обработки наружного воздуха (см. фиг. 1) требуется его нагревание.

Задача, которая решается предлагаемым изобретением, это сокращение эксплуатационных затрат при обеспечении процесса нагревания наружного воздуха в теплый период времени.

Для этого теплообменник-воздухонагреватель центрального кондиционера дополнительно соединен с конденсатором холодильной машины при помощи соединительных линий. Для обеспечения регулировки и отключения теплообменника его соединительные линии содержат запорно-регулирующую арматуру.

Это позволяет в теплый период года, когда параметры наружного воздуха соответствуют на J-d диаграмме (см. фиг. 1) области, расположенной ниже линии предельного процесса политропного охлаждения, для нагрева наружного воздуха в теплообменнике-воздухонагревателе центрального кондиционера использовать теплоту воды после охлаждения ею конденсатора холодильной машины, подавая эту воду по трубопроводной обвязке, соединяющей конденсатор машины с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера. Данное решение позволит уменьшить, а в ряде случаев исключить в теплый период года нагрузок на внешний источник тепла и водоохладитель оборотного водоснабжения, а следовательно сократить эксплуатационные затраты.

Заявляемое техническое решение поясняется фиг. 2, где показана система кондиционирования воздуха заявляемой конструкции.

Система кондиционирования воздуха включает приточный кондиционер, состоящий из теплообменника-воздухонагревателя 3, теплообменника-воздухонагревателя 4, камеры орошения 5, размещенный в помещении местный неавтономный кондиционер 6, источник тепла 7, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки 8 с установленной на ней запорно-регулирующей арматурой 9; холодильную машину, содержащую кондиционер 10, испаритель 11, трубопроводную обвязку 12 контура испарителя с запорно-регулирующей арматурой 13, 14, связывающую его с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера и местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения 15, связанный с конденсатором холодильной машины при помощи трубопроводной обвязки 16; перемычки 17 с запорно-регулирующей арматурой 18-23, соединяющие контуры испарителя и конденсатора холодильной машины; соединительные линии 24 с запорно-регулирующей арматурой 25-28, связывающие конденсатор холодильной машины с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом.

Наружный воздух после тепловлажностной обработки в центральном кондиционере по приточной вентиляционной сети 1 подается в кондиционируемое помещение, в котором совместно с работой местного неавтономного кондиционера обеспечивается расчетный температурно-влажностный режим. Удаление воздуха происходит посредством вытяжной вентиляционной сети 2. Характер тепловлажностной обработки наружного воздуха зависит от его начального теплосодержания. В период года, когда теплосодержание наружного воздуха меньше теплосодержания приточного воздуха, его тепловлажностная обработка обеспечивается нагреванием в теплообменнике-воздухонагревателе 3 за счет подачи теплой воды от источника тепла 7 по трубопроводной обвязке 8 и работой камеры орошения 5 в режиме адиабатного увлажнения. Запорно-регулирующая арматура 9 находится в открытом положении, а 13, 25, 27 в закрытом.

В период года, когда теплосодержание наружного воздуха выше теплосодержания приточного воздуха и параметры наружного воздуха на J-d диаграмме располагаются выше линии предельного процесса политропного охлаждения, тепловлажностная обработка наружного воздуха требует подачи холодной воды теплообменнику-воздухоохладителю 4 по трубопроводной обвязке 12 контура испарителя холодильной машины. При этом запорно-регулирующая арматура 13 находится в открытом положении; 9, 25, 27 в закрытом.

В период года, когда параметры наружного воздуха на J-d диаграмме располагаются ниже линии предельного процесса политропного охлаждения, его тепловлажностная обработка состоит в нагревании в теплообменнике-воздухонагревателе 3 до параметров линии предельного процесса с последующим охлаждением в теплообменнике-воздухоохладителе 4 до параметров приточного воздуха. Подача холодной воды к теплообменнику-воздухоохладителю 4 производится по трубопроводной обвязке 12 контура испарителя холодильной машины. Запорно-регулирующая арматура 13 открыта. Нагревание воздуха в теплообменнике-воздухонагревателе 3 обеспечивается подачей теплой воды от конденсатора холодильной машины 10 по трубопроводной обвязке 24; запорно-регулирующая арматура 25, 27 открыта. Если температура воды или расход утилизированной теплоты, поступающей от конденсатора холодильной машины 10 недостаточны, то производится частичная подача горячей воды от источника тепла 7 при открытой запорно-регулирующей арматуре 9. Если расход утилизированной теплоты, поступающей от конденсатора холодильной машины 10 избыточен, то производится частичная подача теплой воды от конденсатора холодильной машины на водоохладитель оборотного водоснабжения 15 при открытой запорно-регулирующей арматуре 26, 28. Подача холодной воды на местный неавтономный кондиционер 6 производится круглогодично, обеспечивая в нем процесс политропного охлаждения рециркуляционного воздуха. Запорно-регулирующая арматура 14 постоянно открыта.

В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, достаточен для снятия избыточного тепла в кондиционируемом помещении, охлажденная вода поступает в местный неавтономный кондиционер 6 по трубопроводной обвязке 16, перемычке 17, минуя холодильную машину, трубопроводным обвязкам 12, при этом запорно-регулирующая арматура 20, 21 в открытом положении, а 18, 19, 22, 23 в закрытом. В период года, когда потенциал холодной воды, охлажденной в водоохладителе оборотного водоснабжения 15, недостаточен для снятия избытков тепла в кондиционируемом помещении, подача этой воды производится на охлаждении конденсатора 10 холодильной машины по трубопроводной обвязке 16. Запорно-регулирующая арматура 20, 21 на перемычках 17 находится в закрытом положении, а 18, 19, 22, 23 в открытом. Холодная вода в этот период подается к местному кондиционеру 6 от испарителя холодильной машины 11 по трубопроводной обвязке 12.

Подтверждением решения поставленной задачи является то, что наличие соединительных линий между теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера и конденсатором холодильной машины позволяет снизить нагрузки на внешний источник тепла и водоохладитель оборотного водоснабжения в теплый период года, а следовательно сократить энергозатраты на тепловлажностную обработку воздуха.

Система кондиционирования может быть использована для тепловлажностной обработки воздуха любых зданий и сооружений.

Формула изобретения

Система кондиционирования воздуха, содержащая вентиляторы, установленные на приточном и вытяжном воздуховодах, центральный кондиционер, состоящий из теплообменника-воздухонагревателя, теплообменника-воздухоохладителя и камеры орошения и сообщенный с приточным воздуховодом, местный неавтономный кондиционер, размещенный в помещении, источник тепла, связанный с теплообменником-воздухонагревателем центрального кондиционера при помощи трубопроводной обвязки, холодильную машину, связанную трубопроводной обвязкой с теплообменником-воздухоохладителем центрального кондиционера и местным неавтономным кондиционером, водоохладитель оборотного водоснабжения, соединенный с холодильной машиной посредством трубопроводной обвязки, перемычки с запорно-регулирующей арматурой, соединяющие трубопроводные обвязки контуров испарителя и конденсатора холодильной машины, отличающаяся тем, что теплообменник-воздухонагреватель центрального кондиционера дополнительно соединен с конденсатором холодильной машины при помощи соединительных линий с возможностью их регулировки и отключения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2