Способ комплексной обработки и кондиционирования воздуха

Изобретение относится к способам мокрого пылеулавливания, газоочистки и кондиционирования воздуха и может быть использовано при очистке, а также комфортном и комфортно-технологическом кондиционировании воздуха в теплонапряженных судовых помещениях, а также в помещениях жилых, общественных и производственных зданий и сооружений. Способ включает смешение рециркуляционного воздуха с наружным, ввод воздуха в контактный аппарат, его одновременную тепловлажностную обработку, очистку и обеззараживание и вывод из контактного аппарата. Смешение рециркуляционного воздуха с наружным осуществляют с постоянным количественным соотношением для заданного режима кондиционирования. В качестве промывной жидкости и теплоносителя используют озонированную воду, циркулирующую в контуре обработки промывной жидкости, оснащенном блоками фильтрации, озонирования воды, ее нагрева/охлаждения. Процессы очистки, тепломассообмена и обеззараживания воздушной смеси осуществляют в барботажно-пенном режиме работы контактного аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности процесса кондиционирования в системах кондиционирования воздуха обитаемых судовых помещений и отсеков, помещениях жилых, общественных и производственных зданий и сооружений и улучшении условий обитаемости в кондиционируемых помещениях. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам мокрого пылеулавливания, газоочистки и кондиционирования воздуха и может быть использовано при очистке, а также комфортном и комфортно-технологическом кондиционировании воздуха в теплонапряженных судовых помещениях, а также в помещениях жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.

Известен способ кондиционирования воздуха теплонапряженных помещений, включающий смешение наружного и внутреннего воздуха в холодное время года с переменным количественным соотношением, а в теплое время года - с постоянным количественным соотношением. Смешение в холодное время года осуществляют до температуры смеси, равной температуре приточного воздуха, а в теплое время года смесь охлаждают и осушают до температуры охлаждения, равной температуре приточного воздуха, при этом смешение в теплое время года осуществляют с использованием количества наружного воздуха, отвечающего санитарным нормам по кислороду (RU, патент №2129242, 1998).

Способ позволяет улучшить условия обитаемости в теплонапряженных помещениях и снизить энергозатраты за счет уменьшения расхода холода на охлаждение и осушение смеси.

Недостатком этого способа является сложность обеспечения количественного соотношения наружного и внутреннего воздуха в смеси при резких перепадах температуры и связанные с этим эксплуатационные трудности при реализации способа. Серьезными также являются трудности, связанные с гарантированным обеспечением микроклиматических параметров воздуха кондиционируемого помещения при длительных режимах кондиционирования в теплое время года из-за обеднения внутреннего воздуха легкими аэроионами. Увеличение же количества наружного воздуха до соответствия требованиям санитарных норм по кислороду в этом случае может привести к существенному росту энергозатрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ кондиционирования воздуха, включающий ввод воздуха, его очистку, предварительную температурную обработку, орошение, доводку параметров воздуха и вывод его из кондиционера, в котором орошающую жидкость используют в качестве промежуточного теплоносителя, циркулирующего в контуре предварительной обработки воздуха, а очистку воздуха, его предварительную обработку и орошение производят одновременно, причем процессы тепломассообмена и пылеулавливания осуществляются в режиме газожидкостной эмульсии при скорости набегающего потока в свободном сечении аппарата (4...20) м/с (RU, патент №2075698 С1, кл. 6 F 24 F 5/00, 1997).

Известный способ обеспечивает повышение интенсивности процессов тепломассообмена и очистки воздуха, доводку его параметров до требований санитарных норм, а также относительное уменьшение габаритов и металлоемкости кондиционера.

Недостатком этого способа является зависимость скорости тепломассообмена и газоочистки от ограничений по диапазону скоростей набегающего потока в свободном сечении контактного аппарата (4...20 м/с). Это связано с неустойчивостью режима высокотурбулизированной газожидкостной эмульсии при скоростях набегающего потока ниже 4 или выше 20 м/с. Кроме того, при повышении давления сжатия в контактном аппарате (например, вследствие засорения устройства подачи орошающей жидкости) затруднено обеспечение требуемой степени турбулизации газожидкостной эмульсии. К недостаткам данного способа также может быть отнесена нерешенность проблемы обеднения воздуха кондиционируемого помещения по аэроионнному составу при длительных режимах кондиционирования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, повышение за счет этого экономичности процесса кондиционирования воздуха и улучшение условий обитаемости в кондиционируемых помещениях.

Технический результат изобретения состоит в повышении экономичности процесса кондиционирования в системах обработки воздуха обитаемых судовых помещений и отсеков, помещениях жилых, общественных и производственных зданий и сооружений и улучшении условий обитаемости в кондиционируемых помещениях.

Результат достигается за счет уменьшения требуемого объема наружного воздуха, снижения энергозатрат на охлаждение/нагрев воздушной смеси, ускорения процессов тепломассообмена, очистки и обеззараживания воздушной смеси в контактном аппарате, а также ионизации, стерилизации и дезодорации кондиционируемого воздуха.

Сущность изобретения состоит в снижении энергозатрат на тепловлажностную обработку воздушной смеси за счет обеспечения постоянного для заданного режима кондиционирования соотношения рециркуляционного и наружного воздуха, а также в применении барботажно-пенного режима пылеулавливания, газоочистки и тепловлажностной обработки воздушной смеси и в увеличении скорости ее обработки на 50% по сравнению с известным решением за счет меньшей чувствительности данного режима к высоким скоростям потока воздушной смеси при обеспечении высокой эффективности процессов тепло- и массообмена между промывной жидкостью и воздушной смесью в результате значительного развития межфазовой поверхности в слое пены при ее быстром обновлении и интенсивном перемешивании, а также в улучшении микроклиматических характеристик кондиционируемой воздушной смеси (в том числе по аэроионному составу при обеспечении числа легких аэроионов (5...50) тыс. в 1 см³), которое достигается путем ее обработки озонированной водой, а также в том, что обработка промывной жидкости осуществляется с применением активированной окислительной технологии, в результате чего обеспечивается комплексная очистка промывной жидкости от физических, химических и биологических загрязнений.

Способ включает смешение рециркуляционного воздуха с наружным, ввод полученной воздушной смеси в контактный аппарат, его одновременную тепловлажностную обработку, очистку и обеззараживание озонированной водой, которую используют в качестве промывной жидкости и одновременно теплоносителя и которая циркулирует в контуре обработки промывной жидкости, оснащенном блоками фильтрации, озонирования воды, и ее охлаждения/нагрева, а также вывод обработанного воздуха из контактного аппарата в кондиционируемое помещение.

Схема осуществления предлагаемого способа представлена на чертеже.

Способ осуществляется следующим образом. Загрязненный рециркуляционный воздух из кондиционируемого помещения смешивается с наружным и с помощью побудителя тяги 1 подается в контактный аппарат 2. Приток наружного воздуха для заданного режима кондиционирования устанавливается постоянным в объеме до 30% от общего объема обрабатываемой воздушной смеси. Регулирование притока обеспечивается специальным блоком. В качестве контактного аппарата используется циклонно-пенный агрегат, в котором воздушная смесь, проходя последовательно через слои промывной жидкости и пены, очищается от механических и газообразных примесей (например, твердой и газовой фаз аэрозоля), обеззараживается, дезодорируется, ионизируется и одновременно подвергается интенсивному температурному воздействию. Обработанная таким образом воздушная смесь через каплеуловитель 3 (в котором осушается до значения 65-70%) выводится из контактного аппарата и направляется в кондиционируемое помещение. Уловленные пары и капли из каплеуловителя возвращаются в контур обработки промывной жидкости. В качестве промывной жидкости и теплоносителя используется озонированная вода, которая готовится в контуре обработки промывной жидкости, включающем блоки фильтрации, озонирования воды и ее нагрева/охлаждения. В процессе очистки воздушной смеси загрязненная промывная жидкость из контактного аппарата поступает в предварительный фильтр 4 блока фильтрации, где очищается от крупных механических взвесей и циркуляционным насосом 5 нагнетается в эжектор 7 блока озонирования. В эжекторе осуществляется интенсивное смешение промывной жидкости с озоном, вырабатываемым озонатором 6 из кислорода воздуха. Полученная озоноводяная эмульсия подается в контактный фильтр 8, в котором реализуется активированная окислительная технология обработки промывной жидкости. В качестве загрузки контактного фильтра в данном способе используется гранулированный активированный сорбент, а сам процесс очистки промывной жидкости основан на совместном действии окислительной сорбции загрязнений на гранулированном активированном сорбенте и их одновременном жидкофазом цепном окислении озоном. Выбор такого способа очистки обусловлен тем, что достигается снижение необходимой для обработки воды дозы озона в (2...2,5) раза, уменьшается содержание остаточного (непрореагировавшего) озона в воде, интенсифицируется сам процесс очистки и снижается вероятность "вторичного" загрязнения промывной жидкости продуктами озонолиза. Из контактного фильтра промывная жидкость подается в блок охлаждения/нагрева, состоящий из нагревателя 9 и охладителя 10. В зависимости от заданных температурных условий в кондиционируемом помещении посредством клапанов 11(1) и 11(2) обеспечивается переключение блока соответственно в режим нагрева или охлаждения. После температурной обработки промывная жидкость поступает в контактный аппарат для очистки и обеззараживания воздушной смеси. Процессы кондиционирования воздуха и обработки промывной жидкости осуществляются одновременно и в непрерывном режиме. Для этого уровень промывной жидкости в контактном аппарате поддерживается постоянным. При его понижении за счет испарения и частичного уноса осуществляется подпитка контура обработки промывной жидкости водой.

Таким образом, изобретение позволяет повысить экономичность процесса кондиционирования воздуха и улучшить условия обитаемости в кондиционируемых помещениях.

Способ комплексной обработки и кондиционирования воздуха, включающий смешение рециркуляционного воздуха с наружным, ввод воздуха в контактный аппарат, его одновременную тепловлажностную обработку, очистку и обеззараживание и вывод из контактного аппарата, отличающийся тем, что смешение рециркуляционного воздуха с наружным осуществляют с постоянным количественным соотношением для заданного режима кондиционирования, а в качестве промывной жидкости и теплоносителя используют озонированную воду, циркулирующую в контуре обработки промывной жидкости, оснащенном блоками фильтрации, озонирования воды, ее нагрева/охлаждения, причем процессы очистки, тепломассообмена и обеззараживания воздушной смеси осуществляют в барботажно-пенном режиме работы контактного аппарата.