Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА

Изобретение относится к тепловлажностной обработке воздуха с системой энергосбережения и может применяться, в частности, в области кондиционирования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, реализуемый на приточно-вытяжной установке с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ №2512892, F24F 5/00, (прототип), содержащей корпус, каналы для приточного и вытяжного воздуха, вентилятор, камеру с регенеративным теплоутилизатором.

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая эффективность утилизации тепла за счет перекрестной организации потоков воздуха.

Технический результат - повышение производительности систем тепловлажностной обработки воздуха путем утилизации тепла на базе аппаратов со встречными закрученными потоками.

Это достигается тем, что устройство тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, состоящее из воздухозаборных и воздухораздующих устройств, расположенных в верхней зоне помещения, и воздухонагнетающих устройств, дополнительно содержит аппарат сухой очистки воздуха, подаваемого из помещения воздухозаборным и воздухонагнетающим устройством, связанный с аппаратом увлажнения и мокрой очистки, и климатическую установку для очистки и нагрева наружного воздуха, а также блок для смешения потоков воздуха от аппарата увлажнения и мокрой очистки и климатической установки, связанный с аппаратом раздачи, каждая из форсунок аппарата увлажнения и мокрой очистки содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, в нижней части центрального цилиндрического сердечника закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла, на фиг. 2 представлена схема аппарата увлажнения и мокрой очистки от тонкой пыли, на фиг. 3 - схема форсунки.

Устройство тепловлажностной обработки воздуха с утилизацией тепла (фиг. 1) состоит из воздухозаборных устройств 1, расположенных в верхней зоне помещения, воздухонагнетающих устройств 2 и аппарата 3 сухой очистки воздуха. Воздухонагнетающее устройство 4 подает воздух в аппарат 5 увлажнения и мокрой очистки воздуха от пыли. В климатической установке 6 осуществляется очистка и нагрев наружного воздуха, например, от электрокалорифера. В камере смешения 7 происходит смешение потоков воздуха от аппарата 5 и установки 6. Воздух заданных параметров из камеры смешения 7 поступает через устройство для раздачи воздуха 8 в обслуживаемое помещение.

Аппарат 5 увлажнения и мокрой очистки воздуха (фиг. 2) включает в себя цилиндрический корпус 9, воздуховоды 10 и 11, центробежный вентилятор 13, установленный в выхлопном патрубке, форсунки 12 камеры увлажнения, вихревую камеру смешения 15, шламоотводящий патрубок 14.

В комбинированном многофункциональном аппарате со встречными закрученными потоками в рабочем пространстве первой ступени образуются, как и в классическом аппарате со встречными закрученными потоками, два закрученных в одну сторону, но встречно направленных потока: восходящий G₁ - в центральной части камеры и нисходящий G₂ - в периферийной части. Для тепловлажностной обработки воздуха в камеру подается вода, распыляемая центробежными тангенциальными форсунками. Под действием центробежных сил капли воды отбрасываются на вертикальные стенки аппарата и по ним стекают в нижнюю часть камеры. Затем увлажненный воздух выводится из камеры через выхлопной патрубок, расположенный в верхней части первой ступени аппарата, и поступает в камеру смешения (вторая ступень аппарата). Часть наружного воздуха G₃, заранее подготовленная в системе кондиционирования воздуха, через тангенциальный закручиватель подается в камеру смешения, где поток увлажненного воздуха смешивается с наружным. Увеличение диаметра камеры смешения относительно первой ступени аппарата, где происходит увлажнение и мокрое обеспыливание, обеспечивает падение скорости воздуха в поперечном сечении аппарата и, как следствие, не создавая существенного дополнительного аэродинамического сопротивления, способствует предотвращению каплеуноса. На выходе из аппарата установлен раскручиватель. Процесс водоподготовки осуществляется с помощью системы запорно-регулирующей арматуры, отстойника и фильтра, а также циркуляционного и подпиточного насосов.

Форсунка 12 камеры увлажнения (фиг. 3) содержит полый корпус 16 с каналом 18 для подвода жидкости и содержит соосную и жестко связанную с корпусом втулку 17 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 19, верхняя цилиндрическая ступень 21 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным цилиндрическим сердечником 22, имеющим сквозное внутреннее центральное отверстие 25 и установленным с кольцевым зазором 24 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 19. Кольцевой зазор 24 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 20, выполненными в двухступенчатой втулке 19, соединяющими его с кольцевой полостью 23, образованной внутренней поверхностью втулки 17 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 21, причем кольцевая полость 23 связана с каналом 18 корпуса 16 для подвода жидкости.

В нижней части центрального цилиндрического сердечника 22 закреплен полый конический завихритель 26, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 27, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке (на чертеже не показано), выполненной на внутренней поверхности центрального цилиндрического сердечника 22. На внешней поверхности полого конического завихрителя 26 выполнена винтовая нарезка.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость 18 корпуса форсунки 16 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 23 через радиальные каналы 20 в кольцевой зазор 24 между соплом и центральным сердечником 22.

Второе направление, по которому поступает жидкость, - через канал 18 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 25 центрального сердечника 22, а затем в нижнюю часть центрального цилиндрического сердечника 22 и через конический завихритель 26 выходит наружу и встречается с потоком первого направления, образую мелкодисперсный поток жидкости.

Использование мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.

Устройство позволяет достичь заданных параметров приточного воздуха в более широком диапазоне влажности. Таким образом, незначительное понижение температуры приточного воздуха и повышение его влажности позволяет снизить требуемый объем подаваемого в помещение воздуха до 10%. Устройство тепловлажностной обработки воздуха совместно с использованием аппаратов со встречными закрученными потоками позволяет создать новую энергосберегающую технологию, применительно к задачам кондиционирования воздуха производственных помещений, предполагающую повторное использование тепла и влаги сильно запыленного воздуха, не пригодного для утилизации энергоресурсов традиционными методами. Повышение технико-экономических показателей разработанного метода достигается за счет применения для очистки воздуха аппаратов со встречными закрученными потоками, что позволяет снизить стоимость центрального кондиционера, заменив его малогабаритной климатической установкой упрощенной конструкции.