Способ кондиционирования воздуха

 

Изобретение относится к кондиционированию воздуха, в частности, к системам автоматического регулирования тепловлажностного состава приточного воздуха кондиционируемых помещений. Сущность изобретения состоит в том, что способ кондиционирования воздуха заключается в том, что наружный и внутренний воздух одновременно охлаждают до температуры приточного воздуха, одновременно с охлаждением наружный и внутренний воздух осушают соответственно до значений влагосодержания d_но и d_во, затем охлажденные и осушенные потоки наружного и внутреннего воздуха смешивают, при этом значения d_но и d_во устанавливают такими, чтобы после смешения их в заданном количественном соотношении получить заданное влагосодержание приточного воздуха d_пр, который подают в кондиционируемое помещение. Технический результат заключается в снижении расхода холода и уменьшении энергозатрат. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к кондиционированию воздуха, в частности, к системам автоматического регулирования тепловлажностного состава приточного воздуха кондиционируемых помещений для районов с повышенной температурой и влажностью.

Известен способ обработки воздуха, заключающийся в том, что наружный воздух смешивают с внутренним воздухом помещения в заданном количественном соотношении в смесительной камере. Полученную смесь охлаждают и осушают до влагосодержания приточного воздуха в форсуночной камере орошения, а затем нагревают в воздухонагревателе до заданной температуры приточного воздуха /1/.

Недостатком данного способа является то, что, во-первых, в нем охлаждение и осушение смеси воздуха осуществляют до насыщения, что вызывает повышенный расход холода, во-вторых, в этом способе после охлаждения и осушения смеси воздуха ее нагревают, что также вызывает дополнительные энергозатраты, и, в-третьих, охлаждение и осушение смеси воздуха выполняют в форсуночной камере орошения при непосредственном контакте смеси воздуха с водой, что не обеспечивает надежного отделения воздуха от капель воды и затрудняет поддержание заданного влагосодержания приточного воздуха.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ тепловлажностной обработки воздуха, при котором наружный воздух охлаждают в поверхностном воздухоохладителе до температуры внутреннего воздуха кондиционируемого помещения, затем его смешивают с внутренним воздухом в заданном количественном отношении в смесительной камере, полученную смесь охлаждают и осушают до тепловлагосодержания приточного воздуха в поверхностном воздухоохладителе, а затем нагревают в воздухонагревателе до температуры приточного воздуха /2/.

Недостатком данного способа тепловлажностной обработки воздуха является то, что в нем после охлаждения и осушения смеси воздуха ее нагревают, что вызывает дополнительные энергозатраты. Кроме того, поскольку охлаждение и осушение смеси воздуха осуществляют до насыщения, то это вызывает повышенный расход холода.

Целью создания заявляемого изобретения является снижение расхода холода и уменьшение энергозатрат при обеспечении заданных параметров - температуры и влагосодержания приточного воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в заявленном способе, включающем охлаждение и осушение наружного и внутреннего воздуха и их смешение, наружный воздух охлаждают до температуры приточного воздуха /t_н.охл = t_пр/, внутренний воздух /воздух, поступающий из кондиционируемого помещения/ также охлаждают до температуры приточного воздуха /t_в.охл = t_пр/, одновременно с охлаждением наружный и внутренний воздух осушают соответственно до значений влагосодержания d_н.охл и d_в.охл, затем их смешивают, при этом значения d_н.охл и d_в.охл устанавливают такими, чтобы при смешивании в заданном количественном соотношении, т.е. получить заданные параметры - температуру и влагосодержание /t_пр, d_пр/ подаваемого в кондиционируемое помещение приточного воздуха.

Структурная схема устройства для осуществления заявленного способа кондиционирования воздуха приведена на фиг. 1. На фиг. 2 приведена конкретная J-d диаграмма реализации заявленного способа.

Устройство, приведенное на фиг. 1, включает кондиционируемое помещение 1, клапан рециркуляции 2, воздухоохладитель внутреннего воздуха 3, клапан наружного воздуха 4, воздухоохладитель наружного воздуха 5, смесительную камеру 6 и приточный вентилятор 7.

Устройство работает следующим образом.

Внутренний воздух из кондиционируемого помещения 1 с помощью клапана рециркуляции 2, обеспечивающего заданное количество внутреннего воздуха, подается в воздухоохладитель внутреннего воздуха 3, где он охлаждается и осушается до температуры, равной температуре приточного воздуха. Наружный воздух с помощью клапана наружного воздуха 4 подается в воздухоохладитель наружного воздуха 5. Наружный воздух в заданном количестве, которое обеспечивается с помощью клапана наружного воздуха 4, охлаждают и осушают в воздухоохладителе наружного воздуха 5 до температуры, равной температуре приточного воздуха.

Наружный и внутренний воздух охлаждают и осушают в соответствующих воздухоохладителях таким образом, что при их смешении в смесительной камере 6 полученная смесь П/с/ имела параметры - температуру и влагосодержание приточного воздуха. Затем полученная смесь П/с/ из смесительной камеры 6 с помощью приточного вентилятора 7 подается в кондиционируемое помещение 1.

Пример реализации заявленного способа в конкретном географическом регионе.

Рассмотрим предлагаемый способ кондиционирования воздуха на примере мясного цеха в г. Ханое. Среднемесячная температура воздуха в г. Ханое t_н = +30^oC /максимальная температура +39^oC/. Средняя относительная влажность 80%. Расчетная температура внутреннего воздуха в мясном цехе /по технологическим нормам/ t_в = +12^oC, расчетная относительная влажность ϕ_в = 70%, рекомендуемая температура приточного воздуха t_п = +10^oC, рекомендуемая разность влагосодержаний внутреннего и приточного воздуха Δd = 0,2 - 0,3 г/кг воздуха. Необходимое количество наружного воздуха, подаваемого в цех и соответствующего санитарной норме по кислороду, равно 10% от общего количества воздуха.

Принимаем для простоты расчетов, что необходимое количество воздуха, подаваемого в мясной цех, составляет 10000 кг/час. Следовательно, количество наружного воздуха L_н = 1000 кг/час, количество внутреннего L_в = 9000 кг/час.

Выполняем построение процессов кондиционирования воздуха на J-d диаграмме.

Наносим точки В, П и H на J-d диаграмму.

Далее наружный воздух охлаждаем и осушаем до параметров точки H_о, температура которой равна температуре приточного воздуха, т.е. t_но = t_п. При этом точка H_о имеет следующие остальные параметры; энтальпия J_но = 29,6 кДж/кг, влагосодержание d_но = 7,8 г/кг.

Затем проводим изотерму t_п = const и соединяем точки Н_о и П. Затем проводим далее изотерму /за точку П левее/. Изотерма t_п характеризует линию смеси наружного охлажденного и внутреннего охлажденного воздуха. При этом отрезок П-Н_о характеризует количество внутреннего воздуха, равное 9000 кг/час. Из геометрических построений находим положение точки В_о /внутренний охлажденный воздух/, которая отстоит от точки П на расстоянии, характеризующем количество наружного воздуха: линия В_о-П характеризует 1000 кг/час наружного воздуха. Построенная геометрическим способом точка В_о должна характеризовать параметры внутреннего охлажденного воздуха: t_во = 10^oC, d_во = 5,8 г/кг, J_во = 24,7 кДж/кг.

Определяем расход холода: для охлаждения и осушения наружного воздуха q_он = J_н - J_но = 85 кДж/кг - 29,6 кДж/кг = 55,4 кДж/кг для охлаждения и осушения внутреннего воздуха q_ов = J_в - J_во = 28 кДж/кг - 24,7 кДж/кг = 3,3 кДж/кг Общий расход холода Q_о = Q_он + Q_ов = 15,4 + 8,3 = 23,7 кВт.

Источники информации Расход теплоты на нагрев в заявленном способе отсутствует, что также является существенным преимуществом заявленного способа.

1. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха.- М.: Высшая школа, 1971, с. 187.

2. Бражников А.М., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности.- М.: Пищевая промышленности, 1979, с. 197.

Формула изобретения

1. Способ кондиционирования воздуха, включающий охлаждение и осушение наружного и внутреннего воздуха и их смешение, охлаждение и осушение полученной смеси, отличающийся тем, что наружный и внутренний воздух охлаждают до температуры приточного воздуха, одновременно с охлаждением наружный и внутренний воздух осушают соответственно до значений влагосодержания d_но и d_во, где d_но - влагосодержание наружного охлажденного воздуха, d_во - влагосодержание внутреннего охлажденного воздуха, затем охлажденные и осушенные потоки наружного и внутреннего воздуха смешивают, при этом значения d_но и d_во устанавливают такими, чтобы после смешения их в заданном количественном соотношении получить заданное влагосодержание приточного воздуха d_пр, который подают в кондиционируемое помещение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количественное соотношение наружного и внутреннего воздуха выдерживают постоянным в течение всего года.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тепловлажностную обработку наружного и внутреннего воздуха в заданном количественном соотношении осуществляют раздельно до температуры приточного воздуха, если температура наружного воздуха t_н больше температуры приточного воздуха t_п, т.е. t_н > t_п.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2