Устройство для тепловлажностной обработки воздуха

Изобретение предназначено для тепловлажностной обработки воздушных (газовых) потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Устройство содержит размещенную в воздушном канале с вентилятором оросительную камеру с поддоном для воды, в которой расположена перпендикулярно потоку на горизонтальном валу без приводного механизма крестообразная турбина с лопастями из гигроскопичного материала, на них закреплены параллельно потоку воздуха сегменты из гигроскопичного материала. На входе в оросительную камеру размещена труба Вентури. Оросительная камера содержит байпасный воздуховод с регулятором расхода, соединяющий горловину трубу Вентури и полость оросительной камеры после крестообразной турбины. Изобретение позволяет увеличить продолжительность контакта воздушного потока с водой в оросительной камере и повысить интенсивность процесса тепловлажностной обработки воздуха в адиабатических условиях. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для увлажнения и охлаждения воздуха в адиабатических условиях.

Известен контактный аппарат для тепловлажностной обработки воздуха, в частности, в оросительной камере расположена перпендикулярно потоку на горизонтальном валу без приводного механизма крестообразная турбина с лопастями из гигроскопичного материала, имеющими контакт с зеркалом жидкости в поддоне, при этом на лопастях крестообразной турбины расположены сегменты из гигроскопичного материала параллельно потоку воздуха на расстоянии 10...20 см друг от друга.

Вращение турбины обеспечивает движущийся вдоль аппарата воздух за счет динамического давления, развиваемого радиальным вентилятором.

Наличие контакта лопастей турбины с зеркалом жидкости в поддоне при вращении турбины обеспечивает разбрызгивание жидкости в потоке воздуха и постоянную влажность ее лопастей.

Благодаря наличию брызг и капель, влажной поверхности лопастей турбины в воздушном потоке воздух подвергается тепловлажностной обработке. Поскольку в камере используется рециркуляционная вода, воздух адиабатически увлажняется и охлаждается.

Степень увлажнения воздуха, например его влагосодержание и относительная влажность, регулируется путем изменения числа оборотов турбины (с помощью тормозного устройства), изменения площади поверхности (путем изменения числа сегментов из гигроскопичного материала, расположенных параллельно потоку воздуха на расстоянии 10-20 см друг от друга).

Недостатком данной конструкции является невозможность значительного оперативного повышения увлажнительного и охладительного эффекта у воздушного потока, т.к. он ограничен верхними пределами числа оборотов турбины при фиксированном расходе воздуха и суммарной площадью поверхности лопастей и сегментов турбины.

Увлажнительный и охладительный эффект при адиабатическом процессе обработки воздуха оценивают коэффициентом эффективности Еа [1]:

где t1, t1, tм1 - температура воздуха на входе, выходе из аппарата и температура воздуха на входе в аппарат по мокрому термометру соответственно, °С.

Увеличить коэффициент эффективности Ea (соответственно повысить увлажнительный и охладительный эффект воздушного потока) можно за счет дальнейшего снижения температуры воздуха на выходе из аппарата t2. Этого можно достичь при увеличении количества испаряющейся воды при адиабатическом процессе [1].

В свою очередь количество испаряющейся воды (водяных паров, увлажняющих воздух) пропорционально увеличивается с увеличением продолжительности контакта воды и воздуха в соответствии с основными положениями тепло-массопереноса [1].

Увеличить продолжительность контакта двух фаз в аппарате можно путем организации рециркуляции воздушного потока в оросительной камере.

Для рециркуляции воздушного потока нужен обводной (байпасный) воздуховод и наличие разницы (перепада) давления в сечении камеры на выходе и на входе в нее. Обеспечить необходимую разность давлений в сечениях воздушного потока можно с помощью трубы Вентури [2].

Предлагаемым изобретением решается задача сохранения работоспособности устройства для тепловлажностной обработки воздуха в адиабатических условиях при повышении эффективности процесса, в частности возможность оперативного повышения увлажнения воздушного потока вплоть до относительной влажности воздуха ϕ=90...95%, а также понижения его температуры до значений, приближенных к температуре мокрого термометра воздуха.

Для достижения указанного технического результата в воздушном канале с вентилятором размещена оросительная камера с поддоном для воды, в которой расположена перпендикулярно потоку на горизонтальном валу без приводного механизма крестообразная турбина с лопастями из гигроскопичного материала, на них закреплены параллельно потоку воздуха сегменты из гигроскопичного материала. На входе в оросительную камеру размещена труба Вентури. Оросительная камера содержит байпасный воздуховод с регулятором расхода, соединяющий горловину трубу Вентури и полость оросительной камеры после крестообразной турбины.

Известно [2], что при движении воздуха через трубу Вентури в сечениях ее элементов статическое и динамическое давления воздушного потока отличаются значительно друг от друга. В горловине, где сечение потока наименьшее, а скорость наибольшая, динамическое давление потока возрастает, а статическое давление снижается. И, наоборот, на выходе из диффузора, где сечение потока наибольшее, динамическое давление уменьшается, а статическое давление увеличивается. Таким образом, трубу Вентури можно использовать в качестве эжектирующего элемента.

Схема трубы Вентури приведена на фиг.1.

Схема предлагаемого устройства для тепловлажностной обработки воздуха приведена на фиг.2.

Позиции на чертеже обозначают:

1 - конфузор; 2 - горловина; 3 - диффузор; 4 - оросительная камера; 5 - поддон; 6 - лопасти крестообразной турбины; 7 - вал турбины; 8 - поплавковое устройство; 9 - направляющие пластины; 10 - каплеуловитель; 11, 12 - патрубки; 13 - гибкая вставка; 14 - вентилятор; 15 - байпасный воздуховод; 16 - регулятор расхода (клапан).

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха содержит оросительную камеру 4, состоящую из поддона 5, где с помощью поплавка 8 поддерживается постоянный уровень воды. Внутри камеры расположена перпендикулярно ее боковым стенкам крестообразная турбина на горизонтальном валу 7 с лопастями 6 из гигроскопичного материала (марли, брезента и т.п.). На лопастях турбины перпендикулярно их поверхности расположены сегменты из того же гигроскопичного материала на расстоянии 10...20 см друг от друга. Нижней частью лопасти погружены в воду на несколько миллиметров.

На входе в оросительную камеру размещена труба Вентури, состоящая из конфузора 1, горловины 2, диффузора 3. За диффузором в камере установлены направляющие пластины 9, позволяющие изменять направление воздушного потока по отношению к лопастям турбины, на выходе из камеры расположен каплеуловитель 10 для устранения уноса капель жидкости с воздушным потоком. Горловина 2 трубы Вентури соединена с полостью оросительной камеры после крестообразной турбины байпасным воздуховодом 15. Для его крепления служат патрубки 11, 12. К конфузору трубы Вентури при помощи гибкой вставки 13 присоединен радиальный вентилятор 14.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха работает следующим образом.

Воздух при помощи радиального вентилятора 14 последовательно проходит через гибкую вставку 13, элементы трубы Вентури: конфузор 1, горловину 2, диффузор 3, и через направляющие пластины 9 поступает на лопасти турбины 6, установленной в оросительной камере 4. При этом крестообразная турбина с лопастями из гигроскопичного материала приводится во вращение за счет динамического давления воздушного потока и сил трения. При вращении нижняя часть лопасти турбины погружается на несколько миллиметров вниз от зеркала жидкости (воды) в поддоне 5, а на выходе из нее выбрасывает часть жидкости в поток воздуха и на соседние лопасти, т.е. происходит разбрызгивание воды в воздух и одновременно увлажнение гигроскопичного материала (марли) лопастей. При этом воздух увлажняется за счет испарения части капель разбрызгиваемой воды и путем пленочного контакта воздушного потока с влажным гигроскопичным материалом лопастей крестообразной турбины.

Неиспарившиеся капельки воды подают обратно вниз в поддон, т.е. в камере осуществляется рециркуляция водной фазы. Ее температура стабилизируется на уровне температуры мокрого термометра воздуха. Тепловлажностная обработка воздуха в данных условиях соответствует режиму адиабатного увлажнения и охлаждения воздуха. Она происходит при горизонтальном движении воздушного потока вдоль камеры за счет работы радиального вентилятора. Число оборотов турбины регулируется (снижается) с помощью тормозного устройства на ее валу (не указано).

После турбины часть увлажненного и охлажденного воздуха выбрасывается наружу, а другая часть этого воздуха за счет эффекта эжекции через патрубок 11 и байпас 15 поступает в горловину 2 трубы Вентури, где интенсивно смешивается с потоком воздуха, подаваемого вентилятором 14.

В этих условиях к лопастям турбины поступает смешанный воздух. Он имеет более высокую относительную влажность и более низкую температуру, чем воздух из вентилятора.

Байпасный воздуховод позволяет увеличить продолжительность контакта воздушного потока с водой в оросительной камере. Процесс тепловлажностной обработки смешанного воздуха в данных условиях будет характеризоваться более высокими значениями коэффициента эффективности (см. уравнение).

Для регулирования расхода воздуха через байпас (соответственно, регулирования коэффициента эффективности) служит клапан 16.

Таким образом, к достоинствам заявляемого изобретения - устройства для тепловлажностной обработки воздуха - следует отнести:

- повышение эффективности тепловлажностной обработки воздуха при адиабатических условиях его обработки за счет увеличения продолжительности контакта воздушного потока с увлажненной поверхностью и распыленной водой в контактном аппарате;

- возможность оперативного (гибкого) регулирования тепловлажностных характеристик воздушного потока в широком диапазоне.

Источники информации

1. В.Н.Богословский, О.Я.Кокорин, Л.В.Петров. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985. - 368 с.

2. Оборудование для санитарной очистки газов: Справочник / Под ред. И.Е.Кузнецова. - Киев: Техника, 1989. - 304 с.

Устройство для тепловлажностной обработки воздуха, содержащее размещенную в воздушном канале с вентилятором оросительную камеру с поддоном для воды, в которой расположена перпендикулярно потоку на горизонтальном валу без приводного механизма крестообразная турбина с лопастями из гигроскопичного материала, на них закреплены параллельно потоку воздуха сегменты из гигроскопичного материала, отличающееся тем, что на входе в оросительную камеру размещена труба Вентури и оросительная камера содержит байпасный воздуховод с регулятором расхода, соединяющий горловину трубы Вентури и полость оросительной камеры после крестообразной турбины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кондиционированию воздуха, а именно к способу его обработки и устройствам для кондиционирования. .

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха И вентиляции. .

Изобретение относится к кондиционированию воздуха и позволяет интенсифицировать тепломассообмен. .

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и позволяет расширить диапазон регулирования влажности . .

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха, позволяет повысить точность регулирования и сокращает расход воды. .

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха I-, позволяет повысить эффективность обработки воздуха. .

Изобретение относится к устройству для увлажнения воздуха. Увлажнитель содержит водяное отделение; увлажнительный контур, проходящий через и/или циркулирующий в водяном отделении; всасывающий орган, который имеет регулируемую переменную скорость и определяет вентиляционный контур с выпускным сегментом для ввода потока в помещение, причем всасывающий орган выполнен с возможностью забора воздуха и ввода его в увлажнительный контур выше по потоку относительно водяного отделения; орган для распыления воды и детектор влажности окружающей среды. При этом увлажнительный контур выполнен по отношению к водяному отделению таким, что часть воздуха, отобранного всасывающим органом, встречается с дисперсией водяных капель и транспортирует ее в помещение. Кроме того, ниже по потоку относительно водяного отделения предусмотрены нагревательные средства, интенсивность нагрева которых регулируется, с возможностью подачи в указанный поток требуемой энергии, при этом определение влажности окружающей среды посредством детектора обеспечивает определение величины подачи воздуха и интенсивность нагрева, так что достигается требуемая влажности без изменения температуры. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике кондиционирования, в частности тепловлажностной обработки воздуха для обеспечения требуемых параметров воздуха с целью улучшения комфортности жизнедеятельности человека в жилых и производственных помещениях. Способ согласно изобретению включает в себя следующие этапы, на которых: осуществляют диспергирование жидкости закрученным первым потоком воздуха; подают распыленную жидкость на вход смесительной камеры; тангенциально подают в смесительную камеру второй поток воздуха, закручивая его с образованием винтового движения совместно с распыленной жидкостью в корпусе упомянутой камеры; подают поток воздушно-жидкостной смеси в конфузор трубы Вентури; и тангенциально подают в трубу Вентури третий поток воздуха, закручивая его с образованием винтового движения, причем третий поток воздуха подают так, что направление его закручивания противоположно направлению закручивания потока воздушно-жидкостной смеси, а шаги винтового движения упомянутых потоков различны. Также представлено устройство, реализующее описанный способ. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень интенсификации процессов тепломассообмена и степени усвоения воды, что приводит к уменьшению габаритов кондиционеров и снижению их материало- и энергоемкости. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к увлажнительному устройству. Увлажнительное устройство содержит: основание, содержащее средства создания воздушного потока для создания первого воздушного потока; сопло, содержащее первое воздушное выпускное отверстие для выброса первого воздушного потока, причем сопло определяет отверстие, через которое воздух снаружи увлажнительного устройства затягивается воздухом, выбрасываемым из указанного первого воздушного выпускного отверстия; средства увлажнения для увлажнения второго воздушного потока; второе воздушное выпускное отверстие для выброса второго воздушного потока; и бак для воды, установленный на основании, при этом верхняя поверхность бака для воды загнута вверх, а сопло установлено на устройстве таким образом, что верхняя поверхность бака для воды по меньшей мере частично закрывает нижнюю часть внешней поверхности сопла. Это позволяет максимизировать объем бака для воды при сохранении формы сопла и габаритов устройства. 35 з.п. ф-лы, 14 ил.

Настоящее изобретение относится к увлажняющей установке. Она содержит: основание, включающее в себя средства для создания первого воздушного потока, сопло, содержащее одно первое воздушное выпускное отверстие для выброса первого воздушного потока, и формирующее отверстие, через которое воздух снаружи увлажнительной установки затягивается воздухом, выбрасываемым из указанного одного первого воздушного выпускного отверстия, средства для увлажнения второго воздушного потока, одно второе воздушное выпускное отверстие для выброса второго воздушного потока, и бак для воды, разъемно установленный на основании, при этом бак для воды окружает по меньшей мере верхнюю секцию средств создания воздушного потока. Это позволяет осуществлять контроль соединенного состояния сопла и бака, а также максимизировать объем бака без увеличения габаритов. 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Настоящее изобретение относится к увлажняющей установке и к способу создания воздушного потока. Способ создания влажного воздушного потока, включающий в себя этапы: облучение ультрафиолетовыми лучами воды, находящейся в емкости, подача воздушного потока над водой, находящейся в емкости, и аэрозольное распыление воды из емкости для увлажнения воздушного потока, при этом перед аэрозольным распылением воды, находящейся в емкости, эту воду взбалтывают в течение заданного периода времени во время ее облучения. Увлажняющая установка, включающая в себя кожух, содержащий емкость для воды, средства для создания воздушного потока над водой в емкости, воздушное выпускное отверстие для выброса, по меньшей мере, части воздушного потока, средства для аэрозольного распыления воды в емкости, средства для облучения ультрафиолетовыми лучами воды в емкости и средства управления включением средств создания воздушного потока, средств аэрозольного распыления и средств облучения, при этом средства управления выполнены с возможностью включения средств создания воздушного потока и средств облучения в течение заданного периода времени до включения средств аэрозольного распыления. Это позволяет уменьшить количество бактерий в хранящейся воде до начала аэрозольного распыления. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 14 ил.

Настоящее изобретение относится к увлажняющей установке. Она содержит: корпус и сопло, разъемно установленное на корпусе, который содержит средства для создания первого воздушного потока и второго воздушного потока и средства для увлажнения второго воздушного потока, при этом сопло содержит одно первое воздушное выпускное отверстие для выброса первого воздушного потока и образует отверстие, через которое воздух снаружи установки затягивается воздухом, выбрасываемым из указанного одного первого воздушного выпускного отверстия, установка содержит одно второе воздушное выпускное отверстие для выброса второго воздушного потока, при этом корпус содержит средства удерживания сопла, выполненные с возможностью перемещения относительно корпуса для разъемного удерживания сопла на корпусе. Это позволяет предотвратить самопроизвольное отсоединение и в то же время делает возможным осуществлять отсоединение сопла от корпуса. 20 з.п. ф-лы, 14 ил.

Настоящее изобретение относится к вентилятору в сборе, более конкретно к увлажнительному устройству для создания потока влажного воздуха и потока воздуха для рассеивания влажного воздуха внутри помещения. Увлажнительное устройство содержит корпус, содержащий камеру; бак для воды, предназначенный для подачи воды в камеру; средства создания воздушного потока для создания воздушного потока над водой, находящейся в камере; средства увлажнения для увлажнения воздушного потока водой из камеры; картридж, съемным образом устанавливаемый в корпусе, причем картридж содержит лампу, излучающую ультрафиолетовое излучение, для облучения воды в камере, при этом камера содержит прозрачную для ультрафиолетовых лучей трубку, предназначенную для помещения в нее лампы; и выход для воздуха для выброса воздушного потока; при этом корпус содержит множество опор для поддержания между ними картриджа, причем каждая из опор содержит изогнутую дорожку для направления перемещения картриджа в направлении трубки, при этом дорожки имеют такую форму, чтобы по мере перемещения картриджа в направлении трубки ориентировать картридж для установки лампы в трубку. Настоящее изобретение позволяет производить замену лампы таким образом, чтобы свести к минимуму вероятность повреждения новой лампы при ее помещении в корпус устройства. 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

Настоящее изобретение относится к интегрированному вентиляционному аппарату для подвальных помещений. Он включает в себя: приточный вентилятор, установленный в отверстии для подачи воздуха каждого яруса подвального помещения; вытяжной вентилятор, установленный в выпускном воздушном отверстии на каждом ярусе, направленный в воздухоотводящий канал подвального помещения; множество промежуточных вентиляторов, установленных на потолке каждого яруса подвального помещения; и контроллер, получающий электрические сигналы от датчиков, равномерно распределенных по потолку каждого яруса, для общего контроля вентиляторов; приточный вентилятор и вытяжной вентилятор, включающие цилиндрический вентилятор, установленный в полигональной колоннообразной раме, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен противопожарной заслонкой, которая открывается или закрывается в зависимости от того, работает вентилятор или нет, и которая может быть принудительно закрыта с помощью предохранителя, срабатывающего при определенной температуре, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен распылительными соплами, которые всасывают воду под действием разрежения создаваемого воздушного потока для мелкодисперсного распыления воды. Таким образом, настоящее изобретение может осуществлять контроль за повышением температуры в подвальном помещении с низкими затратами и повышает пожарную безопасность путем предотвращения распространения огня на другие ярусы. В частности, настоящее изобретение может значительно улучшить состояние и условия содержания всего сооружения за счет значительного улучшения качества воздуха в подвальном помещении, а также благодаря возможности тушения пожара на ранней стадии. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Настоящее изобретение относится к увлажнительному устройству для создания потока влажного воздуха и потока воздуха для рассеивания влажного воздуха внутри бытового помещения, такого как комната, кабинет и т.п. Увлажнительное устройство содержит: кожух, содержащий емкость для воды; бак для воды, установленный на кожухе и предназначенный для подачи воды в емкость; средства создания воздушного потока для создания воздушного потока над водой в емкости; воздушное выпускное отверстие для выброса по меньшей мере части воздушного потока; средства аэрозольного распыления для аэрозольного распыления воды в емкости; средства облучения для облучения воды в емкости ультрафиолетовыми лучами; и направляющие средства для направления потока воды, поступающей в емкость, вдоль средств облучения перед ее аэрозольным распылением средствами аэрозольного распыления. Это позволяет обеспечить повышение компактности увлажнительного устройства без снижения эффективности антибактериальной обработки. 31 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх