Передвижной уличный кондиционер



Передвижной уличный кондиционер
Передвижной уличный кондиционер
Передвижной уличный кондиционер

 


Владельцы патента RU 2581818:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к способу и устройству для очистки уличного воздуха от вредных примесей. Передвижной уличный кондиционер содержит корпус с крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, фронтальную заборную решетку, тыльную крышку, в центре которой устроен вытяжной патрубок, закрытый решеткой, в котором помещены аэроионизатор и вытяжной вентилятор, внутри корпуса размещены вертикальные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, между которыми размещена камера орошения, в центре которой расположено оросительное устройство в виде вертикального оросительного стояка с горизонтальными ответвлениями, снабженными форсунками, размещенными параллельно перфорированным контейнерам, питательный штуцер соединен с вертикальным оросительным стояком и шаровым импульсным клапаном, который состоит из корпуса в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар, причем шаровой импульсный клапан соединен через входной клапан с насосом или водопроводом, а корпус кондиционера установлен на опорную раму. Это повышает экономическую и экологическую эффективность очистки уличного воздуха. 7 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию воздуха и, в частности, к устройствам для очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта.

Известно устройство для реабилитации уличного воздуха, состоящее из прямоугольного корпуса c заборной и распределительной решетками, закрытого крышей, поддоном, соединенным c питательным трубопроводом, насосом, циркуляционным контуром, дренажным трубопроводом и разделенного на камеру орошения, в которой размещены приточный вентилятор и оросительное устройство, и камеру очистки, в которой по ходу движения воздуха помещены съемные контейнеры с вертикальными перфорированными кассетами, покрытыми слоем гашеной извести (Ca(OH)2) с вертикальными воздушными каналами между собой, сепарационные пластины, ионизатор, вытяжной вентилятор [Патент РФ №2301945, МКП F24F3/16, 2007].

Основными недостатками известного устройства являются небольшая поглотительная способность вертикальных перфорированных пластин, покрытых слоем гашеной извести, и обусловленная этим обстоятельством потребность частой замены их на регенерированные, невозможность проведения процесса регенерации перфорированных пластин непосредственно в самом кондиционере, а также значительный унос извести с поверхности перфорированных пластин потоком увлажненного очищенного воздуха, что снижает экономическую и экологическую эффективность уличного кондиционера.

Более близким к предлагаемому изобретению является уличный кондиционер, состоящий из прямоугольного корпуса, закрытого крышей, поддона, разделенного на камеру орошения и камеру очистки, причем камера орошения снабжена заборной решеткой, внутри ее размещены приточный вентилятор, оросительное устройство, в камере очистки по ходу движения воздуха в шахматном порядке расположены на опорных уголках съемные перфорированные корзины, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, промывочные устройства, сепарационные пластины, ионизатор, вытяжной вентилятор и распределительная решетка, а оросительное и промывочные устройства соединены трубопроводом с питательным насосом [Патент РФ №2425293, МКП F24F3/16, 2011].

Основными недостатками известного уличного кондиционера являются громоздкость его конструкции, снижающая его надежность, невозможность перемещения и оперативного использования в наиболее загазованных участках улиц, ограничивающая диапазон его использования, отсутствие регулировочной арматуры в оросительно-промывочных устройствах, не позволяющее автоматизировать процессы орошения и промывки, постоянный контакт с водной средой вентиляторов и ионизатора, уменьшающий надежность и долговечность их эксплуатации, высокий расход воды, что, в общем, снижает экономическую и экологическую эффективность очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение экономической и экологической эффективности передвижного уличного кондиционера, осуществляемое путем упрощения конструкции и повышения надежности, расширения диапазона использования, снижения расхода воды и обеспечения возможности автоматизации процессов орошения и промывки.

Технический результат достигается тем, что передвижной уличный кондиционер содержит прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, заборную решетку, пирамидальную крышку, в центре которой устроен вытяжной патрубок, закрытый распределительной решеткой, в котором помещены по ходу движения воздуха аэроионизатор и вытяжной вентилятор, внутри корпуса размещены параллельно заборной решетке вертикальные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, между которыми размещена камера орошения, в центре которой расположено оросительное устройство, представляющее собой вертикальный оросительный стояк с горизонтальными ответвлениями, снабженными форсунками, размещенными параллельно вертикальным перфорированным контейнерам, питательный штуцер соединен с вертикальным оросительным стояком и шаровым импульсным клапаном, который состоит из корпуса, выполненного в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар, причем шаровой импульсный клапан соединен через входной клапан с насосом или водопроводом, а корпус кондиционера установлен на опорную раму.

В основу работы предлагаемого передвижного уличного кондиционера положены очистка химического состава уличного воздуха, загрязненного вредными компонентами выхлопных газов автомобильного транспорта (диоксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, сажа, озон и т.д.) [Л.Ф. Голдовская. Химия окружающей среды. - М.: Мир, 2005, с.86-90, с.155], высокая растворимость диоксида углерода по сравнению с остальными компонентами воздуха в воде [Справочник химика, т. III. - М.-Л.: Химия, 1965, с. 316], высокая скорость реакции окисления NO в NO2 и SO2 в SO3, которые хорошо растворяются в воде с образованием HNO3 и H2SO4 в присутствии озона [Неницеску К. Общая химия. - М.: Высш. школа, 1958, с. 275; Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология.- М.: Высш. школа, 1985, с. 348], высокое значение модуля основности, которое придает гранулам металлургической пемзы основные свойства [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А.С. и др. - М.: Стройизд., 1989, с. 423; Домокеев А.К. Строительные материалы. - М.: Высш. школа, 1989, с. 163], позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные компоненты выхлопных газов автомобильного транспорта (NOx, SOx, СО), интенсификация процесса очистки гранул доменного шлака путем импульсной подачи воды.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид передвижного уличного кондиционера (ПУК), фиг. 2 - поперечный разрез, фиг. 3-5 - продольные разрезы, фиг. 6, 7 - узел шарового пульсационного клапана (разрезы В-В и Г-Г показаны без опорной рамы).

ПУК состоит из прямоугольного корпуса 1, закрытого сверху крышей 2, снизу - поддоном 3, с уличной стороны - фронтальной заборной решеткой 4, с пешеходной стороны - тыльной пирамидальной крышкой 5, в центре которой устроен вытяжной патрубок 6, закрытый распределительной решеткой 7, в котором помещены по ходу движения воздуха аэроионизатор 8 и вытяжной вентилятор 9, внутри корпуса 1 размещены параллельно заборной решетке 4 вертикальные перфорированные контейнеры 10, 11, заполненные гранулами пемзы 12, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, между которыми размещена камера орошения 13, в центре которой расположено оросительное устройство 14, представляющее собой вертикальный оросительный стояк 15 с горизонтальными ответвлениями 16, снабженными форсунками 17, размещенными параллельно вертикальным перфорированным контейнерам 10 и 11, поддон 3 снабжен дренажным штуцером 18 и питательным штуцером 19, соединенным с вертикальным оросительным стояком 15 и шаровым импульсным клапаном 20, который состоит из корпуса 21, выполненного в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами 22 и 23 соответственно, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар 24, причем шаровой импульсный клапан 20 соединен через входной клапан 25 с насосом или водопроводом (на фиг. 1-7 не показаны), а корпус 1 установлен на опорную раму 26.

Очистка уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли осуществляется следующим образом. Предварительно ПУК, транспортируемый, например, на автомобиле, устанавливают на границе проезжей и пешеходной части участка улицы, наиболее загруженного автотранспортом, таким образом, чтобы фронтальная заборная решетка 4 была обращена в сторону проезжей части, а вытяжной патрубок 6 тыльной пирамидальной крышки 5 - в сторону пешеходной части, и подключают его ко всем коммуникациям (электричеству, водоснабжению, канализации). При этом водоснабжение может осуществляться за счет водопроводной воды, и в этом случае насос не требуется. Соединение с канализацией осуществляется через ливневую канализацию ЛК или канализационный колодец (на фиг. 1-7 не показан). При необходимости опорная рама 26 оборудуется колесами (на фиг. 1-7 не показаны).

Уличный воздух через фронтальную заборную решетку 4 и перфорацию вертикального контейнера 10 поступает в массу увлажненного гранулированного шлака 12, представляющего собой гранулы металлургической пемзы 12 диаметром от 20 до 40 мм, изготовленной из основных металлургических шлаков (диаметр гранул 12 назначен из условий обеспечения минимального аэродинамического сопротивления контейнеров 10, 11), в результате некоторого разрежения в отверстиях перфорированного контейнера 10, создаваемого вытяжным вентилятором 9. Основная металлургическая пемза представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящий из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO2, Al2O3, MnO) c модулем основности М>1. Высокое значение модуля основности придает гранулам 12 основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные примеси в выхлопных газах автомобилей (NOx, SOx, СО, СО2). Кроме того, исходя из своего состава металлургические шлаки устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов выхлопных газов, широко доступны и относительно дешевы. Адсорбированные из уличного воздуха NOx, SOx в порах гранул 12 обладают повышенной реакционной способностью, обусловленной их взаимодействием с поверхностью адсорбента - гранул шлаковой пемзы [Неницеску К. Общая химия - М.: Мир, 1968, с. 298], поэтому окисляются кислородом со скоростью большей, чем в газовой фазе, с образованием легко растворимых в воде NO2 и SО3, которые, в свою очередь, взаимодействуют с частицами подкисленной воды, остающейся в порах гранул 12, с образованием соответствующих кислот HNO3 и H2SO4. Параллельно на поверхности и в порах гранул 12 адсорбируются оксиды углерода и свинца и оседают мелкодисперсные частицы (пыль, сажа и т. д.). Далее частично очищенный воздух из контейнера 10 поступает в камеру орошения, которая работает периодически исходя из заданного режима орошения, при автоматическом открытии и закрытии входного клапана 25. В камере 13 воздух контактирует с частицами воды, поступающей пульсирующим потоком за счет работы импульсного клапана 20 из форсунок 17, установленных на ответвлениях 16 оросительного стояка 15 по всей высоте камеры орошения 13, увлажняется и частично охлаждается. Клапан 20 работает следующим образом. Вода поступает в корпус 21, имеющий форму барабана, по тангенциальному вводу входного штуцера 22 и выходит также через тангенциальный выход штуцера 23, что обеспечивает ее вращательное движение в барабане, в результате которого шар 24 движется по окружности, прижимаясь к его периферии под действием центробежной силы, поочередно перекрывая отверстия штуцеров 22 и 23, обеспечивая импульсную подачу воды на гранулы шлака 12 в контейнерах 10. Вода, количество которой определяется заданным количеством поглощаемых вредных компонентов из уличного воздуха и его влагосодержания, поступает в оросительный стояк 15 через открытый входной клапан 25 и шаровой импульсный клапан 20 (открытие и закрытие входного клапана 25 осуществляется автоматически). Параллельно вышеописанным процессам в камере орошения 13 происходит улавливание водой частиц пыли и сажи, межфазный контакт разбрызгиваемой воды с воздухом, в результате чего происходит абсорбция этой водой диоксида углерода (СО2), химическое взаимодействие оксидов азота (NOx), оксидов серы (SOx), озона (O3), кислорода (O2), воды (H2O), оксида углерода (СО) между собой в газовой и жидкой фазах, хемосорбция образовавшихся диоксида азота (NO2) и серного ангидрида (SO3) водой с образованием азотной (HNO3) и серной (H2SO4) кислот. При прекращении подачи воды увлажнение воздуха и вышеописанные процессы в камере орошения осуществляются за счет воды, остающейся в порах и на поверхности гранул шлака 12 в контейнерах 10, 11, которая выносится потоком очищаемого воздуха. Образовавшаяся подкисленная вода, насыщенная диоксидом углерода с механическими примесями, стекает в поддон 3 и вместе со шламом через дренажный штуцер 18 выводится в канализацию. Частично очищенный от диоксида углерода и некоторой части оксидов азота и серы, пыли и сажи, увлажненный и частично охлажденный уличный воздух с частицами подкисленной воды из камеры орошения 13 через перфорацию контейнера 11 поступает в массу увлажненного гранулированного шлака 12, где происходят вышеописанные процессы очистки воздуха, после чего очищенный воздух проходит через аэроионизатор 8, где обогащается легкими аэроионами и вытяжным вентилятором 9 через вытяжной патрубок 6 и предохранительную решетку 7 подается в пешеходную сторону улицы, а образовавшаяся подкисленная вода, насыщенная диоксидом углерода с механическими примесями, стекает в поддон 3. При этом импульсное воздействие частиц воды, обеспечиваемое шаровым импульсным клапаном 20, обеспечивает интенсивный гидросбив загрязнений с поверхности и пор гранулированного шлака 12 и, тем самым, повышает качество его очистки при меньшем расходе воды.

Расход и продолжительность периода подачи воды в камеру орошения 13 (открытый входной клапан 25) и прекращения подачи воды в нее (закрытый входной клапан 25) определяются опытным путем и зависят от степени загрязненности воздуха твердыми и газообразными компонентами.

При этом активность гранул пемзы 12 в перфорированных контейнерах 10, 11 в среднем остается постоянной, так как регенерация (которая заключается в промывке гранул 12 от частиц пыли, сажи и кислой воды, содержащей уловленные оксиды углерода, серы и азота) и увлажнение воздуха осуществляются одновременно в процессе работы ПУК в любое время суток, но при меньшем расходе воды.

В качестве источника воды, подаваемой в камеру орошения 13 для поглощения диоксида углерода в значительных количествах, можно использовать воду станций откачки подземных вод метрополитена (при условии отсутствия в ней вредных примесей), водопроводную воду или воду, подвозимую в автоцистернах, а сбрасываемая в канализацию через дренажный штуцер 5 подкисленная вода в связи со значительным содержанием диоксида углерода в ней будет способствовать процессам фотосинтеза [Комов В.П. и др. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, с. 210] на полях орошения городских очистных сооружений.

Высота ПУК определяется зоной максимальной загазованности уличного воздуха и допустимыми габаритами грузов, перевозимых автотранспортом, высотная отметка вытяжного патрубка находится на высоте расположения рабочей зоны стоящего человека с учетом угла расширения струи воздуха, вытекающей из распределительной решетки 7. Площадь сечения (высота и ширина), толщина перфорированных контейнеров 10, 11, пористость, размер и количество гранул пемзы 12, мощность и производительность вентилятора 9, ионизатора 8, насоса, объем поддона 3, расход воды на орошение в камере орошения 13 определяются производительностью по воздуху, его загрязненностью и требуемой степенью его очистки. При этом ПУК желательно изготавливать в виде типовых секций (на фиг. 1-7 показана 1 секция), каждая из которых может работать отдельно, что позволяет увеличивать или уменьшать производительность установки в целом в зависимости от экологической обстановки на улице.

Таким образом, предлагаемый передвижной уличный кондиционер позволяет без применения дорогих и опасных химических реагентов очистить уличный воздух от вредных компонентов выхлопных газов автомобильного транспорта (NOx, SOx, СО, СО2, сажи, пыли и пр.), автоматизировать процессы орошения и промывки, уменьшить расход воды, увеличить надежность и долговечность эксплуатации основного оборудования и оперативно перемещать сам кондиционер в места максимальных загрязнений, что увеличивает его экономическую и экологическую эффективность.

Передвижной уличный кондиционер, содержащий прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, фронтальную заборную решетку, вытяжной патрубок, закрытый распределительной решеткой, в котором помещены по ходу движения воздуха аэроионизатор и вытяжной вентилятор, перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, оросительное устройство, представляющее собой вертикальный оросительный стояк с горизонтальными ответвлениями, снабженными форсунками, соединенный с питательным штуцером и насосом, отличающийся тем, что корпус установлен на опорную раму, вытяжной патрубок устроен в центре тыльной пирамидальной крышки корпуса, внутри корпуса размещены параллельно заборной решетке вертикальные перфорированные контейнеры, между которыми размещена камера орошения, в центре которой расположено оросительное устройство, питательный штуцер соединен с насосом или водопроводом через шаровой импульсный и входной клапаны, причем шаровой импульсный клапан состоит из корпуса, выполненного в форме барабана, снабженного соединенными с ним тангенциально входным и выходным штуцерами, внутри которого помещен свободно перемещающийся шар.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области кондиционирования воздуха. Сущность способа заключается в том, что перед подачей в обслуживаемое помещение подготовленную воздушную смесь с необходимыми для поддержания в помещении комфортной воздушной среды и задаваемыми режимом кондиционирования характеристиками по концентрации составляющих и тепловлажностным параметрам дополнительно смешивают с мелкодисперсным водным аэрозолем, с размерами частиц, близкими к наноразмерам, который создают путем распыления под технологическим давлением определенного объема конденсата, образующегося на этапе обеспечения теплового параметра, подаваемого под технологическим давлением в расположенный внутри кондиционера или вне его блок распыления, при этом режим насыщения воздушной смеси аэрозолем регулируют посредством средства мониторинга озона, например хемолюминесцентного газоанализатора озона, команда с которого подается на исполнительный механизм блока распыления.

Изобретение предназначено для охлаждения воздуха в системах вентиляции и кондиционирования и может быть использовано при кондиционировании предприятий пищевой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к установкам системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Устройство содержит рабочие тела, в пределах зоны испарения имеют расширенную поверхность контакта с потоком набегающего воздуха - наличием капиллярной оболочки и микрорельефом обеспечивающим геометрическое увеличение площади контакта.

Изобретение относится к способам кондиционирования воздуха чистых помещений. Способ кондиционирования воздуха чистых помещений с использованием прямоточной схемы кондиционирования характеризуется тем, что нагрев воздуха осуществляется холодильной машиной, работающей в режиме теплового насоса, в теплый период за счет охлаждения наружного воздуха до температуры ниже температуры точки росы, для осушения за счет этого до требуемого влагосодержания, при этом избыток тепла используется в системе теплоснабжения, а в холодный период - за счет тепла воздуха, удаляемого из помещения.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания комфортных условий микроклимата.

Предлагаемое изобретение относится к средствам поддержания температурного режима воздуха в помещениях. Система поддержания температурного режима в помещении содержит устройство подогрева воздуха, устройство охлаждения воздуха, устройство принудительной циркуляции воздуха в помещении, устройство замера температуры воздуха в помещении, устройство для подачи приточного воздуха, при этом дополнительно система содержит ионизатор воздуха и компьютер с информацией по управлению вышеуказанными устройствами, при этом концентрацию ионов «n-» в воздухе обеспечивают от 1000 до 100000 ион/см3, причем устройство замера температуры воздуха в помещении расположено на высоте от 1 м до 1.5 м от пола и на расстоянии, не превышающем 1.5 м от рабочего места, и температуру «Т» воздуха в помещении определяют по формуле T = ( ∑ i − 1 n t i ) / n , где n - количество устройств замера температуры воздуха в помещении; ti - показание i-го устройства замера температуры воздуха в помещении; при этом температуру воздуха в помещении поддерживают в зависимости от периода года, а также напряженности умственного труда или тяжести физического.

Изобретение касается установки подачи воздуха. Она содержит: камеру (10) подачи воздуха, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения, сопла (60, 60a, 60b) или сопловой промежуток, через который из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения проходит свежий воздушный поток (L1), по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, в которую из пространства кондиционируемого помещения проходит циркулирующий воздушный поток (L2), по меньшей мере, одно выпускное отверстие (25, 25a, 25b), через которое в пространство кондиционируемого помещения проходит объединенный воздушный поток (LA), образованный в упомянутой, по меньшей мере, одной камере (20, 20a, 20b) смешения из свежего воздушного потока (L1) и циркулирующего воздушного потока (L2), при этом установка подачи воздуха также содержит: по меньшей мере, один регулятор (70, 70a, 70b, 70c, 80, 90) воздушного потока, через который дополнительный воздушный поток (L3) проходит из камеры (10) подачи воздуха в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (40, 40a, 40b) всасывания, из которой дополнительный воздушный поток (L3) всасывается вместе с циркулирующим воздушным потоком (L2) в упомянутую, по меньшей мере, одну камеру (20, 20a, 20b) смешения.

Устройство относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в системах, обеспечивающих комфортные условия в помещениях, а также для обеспечения различных технологических процессов.

Изобретение относится к вентиляции и одновременному кондиционированию зданий. Сопло согласно изобретению для подачи воздуха в помещения, вентилируемые воздухом под высоким давлением, имеет по существу форму короткого цилиндра и расположенную в его центре камеру для впуска воздуха с цилиндрической боковой обшивкой, снабженной отверстиями, окруженную в направлении радиуса цилиндра по меньшей мере двумя камерами, понижения давления воздуха, наполненными воздухопроницаемым материалом.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха в купе пассажирского вагона, которая предусматривает возможность индивидуального управления температурой воздуха в каждом купе пассажирского вагона.

Изобретение относится к устройствам для тепловлажностной обработки воздушных потоков и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования для увлажнения и охлаждения воздуха. Устройство состоит из размещенной в воздушном канале с вентилятором камеры орошения, нижняя часть (поддон) которой служит баком для воды, насоса, блока сотовой насадки из гофрированных гигроскопичных листов, водораспределителя, выполненного в виде перфорированной пластины со сквозными отверстиями для воды и расположенного сверху насадки. Блок сотовой насадки смонтирован на стойках, которые снизу опираются на пружины, закрепленные на дне поддона камеры, он при помощи крепежных элементов жестко соединен с корпусом центробежного вибровозбудителя с электродвигателем. Таким образом, эффективность тепловлажностной обработки воздуха достигается за счет значительного увеличения поверхности тепломассообмена между воздухом и водой при одновременном снижении удельного расхода воды на его обработку, т.е. коэффициента орошения. 4 ил.
Наверх