×
19.04.2019
219.017.1fe5

АККУМУЛЯТОР ХОЛОДА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть

Правообладатели

№ охранного документа
0000056114
Дата охранного документа
30.11.1939
Реферат Свернуть Развернуть

Крупные установки по кондиционированию воздуха работают обычно с неравномерной нагрузкой. В часы наибольшего заполнения различных общественных зданий и зал, обслуживаемых кондиционированным воздухом, потребление холода резко растет. При этом максимум обычно падает на вторую половину суток, т.е. 12 до 24 часов. В остальное время эта нагрузка сравнительно невелика и доходит в наиболее жаркие дни даже до 20-30% от максимума.

Очень целесообразным является поэтому включение в схему работы аккумулятора. Устраняя неравномерность в работе холодильной установки, снижая ее максимальную мощность, аккумулятор может принести значительные экономические выгоды. Если, например, обозначить требуемую холодопроизводительность холодильной установки без аккумулятора через q, а с аккумулятором через q′, то отношение может быть оценено в 1,4-1,6.

Наиболее часто в качестве аккумулирующего вещества применяется вода, имеющая в установках по кондиционированию большие преимущества, однако при этом затрудняется использование отработавшей воды в испарителе холодильной установки, так как отработавшая в кондиционерах вода обычно бывает всего на 5-7° ниже свежей речной воды. В часы, когда кондиционеры работают на максимальной нагрузке (разрядка аккумулятора), испаритель, имеющий всегда равномерный расход воды, не сможет принять всей отработавшей воды из кондиционеров, соответствующей по количеству максимальной нагрузке. Наоборот, в моменты минимальной нагрузки (зарядка аккумулятора) для испарителя недостаточно количества отработавшей воды, поступившей из кондиционеров.

Следовательно (в случае отсутствия свежей воды с достаточно низкой температурой) для обеспечения равномерного питания испарителя отработавшей водой пришлось бы, наряду с аккумулятором холода, установить аккумулятор нагретой в кондиционерах воды таких же размеров. Такое решение, имея в виду, что объем аккумуляторов может быть очень велик, привело бы к сильному увеличению площади, занимаемой холодильной установкой, и отразилось бы на ее стоимости.

Это неудобство может быть вполне устранено применением предлагаемого аккумулятора.

Согласно изобретению, в этом аккумуляторе применен резервуар, разделенный не доходящими доверху перегородками на несколько отсеков, предназначенных для попеременного наполнения их то охлаждающей водой с целью создать ее резерв, когда расход холода в кондиционере меньше холодопроизводительности холодильной установки, то отработавшей водой, когда повышается расход холода в кондиционере.

Кроме того, в нем применены поплавковые клапаны, служащие для последовательного, по мере освобождения от воды отсеков резервуара, автоматического замыкания контактов электромотора, управляющего вентилями отсеков.

На чертеже представлена принципиальная схема установки по кондиционированию воздуха с предлагаемой конструкцией аккумулятора холода.

В тот момент, когда расход холода в кондиционерах (с учетом потерь) будет равен количеству холода, вырабатываемому холодильной установкой, аккумулятор работать не будет, и цикл охлаждающей воздух воды может быть в общих чертах представлен в следующем виде.

Охлажденная в испарителе Д холодильной установки вода подается насосами B в кондиционеры K, имея свободный напор 25-30 м водяного столба. При помощи форсунок в кондиционерах создается распыление воды, охлаждающей воздух.

Регулирование температуры воды в форсунках достигается рециркуляционными насосами Н.

Нагретая воздухом вода собирается в нижней части кондиционеров K, откуда подается в сборный бак F. Из бака F вода насосами C1 подается для охлаждения в испаритель, возвращаясь к исходному положению.

Как уже было указано выше, в часы, когда расход холода в кондиционерах будет меньше холодопроизводительности холодильной установки, будет происходить зарядка аккумулятора за счет избытка холодной воды, поступающей из испарителя.

Аккумулятор А представляет собой резервуар, разделенный перегородками на пять равных отсеков. К аккумулятору пристроен сборный бак F одной с ним высоты, но сравнительно малой емкости.

Заполнение аккумулятора будет идти в следующем порядке.

Холодная вода через открытый в момент зарядки вентиль 7 поступает первоначально в отсек V аккумулятора, затем по заполнении его переливается через слив О в отсек IV, заполняя таким образом в течение часов зарядки четыре отсека II, III, IV и V. Эти отсеки по своей суммарной емкости должны соответствовать полной хладоемкости аккумулятора. Отсек I не заполняется холодной водой.

Если принять это положение за исходное, то полный цикл дальнейшей работы аккумулятора будет состоять в следующем.

Разрядка аккумулятора начинается в момент превышения средней нагрузки, соответствующей холодопроизводительности установки. Для этого включается насос С, подающий накопленную холодную воду из аккумулятора в кондиционеры. Вентиль 7 закрывается.

В тот же момент, поскольку количество отработанной воды при максимуме, поступающее из кондиционеров, будет больше расхода воды в испарителе, отработавшая вода быстро переполнит сборный бак F и начнет переливаться через слив О в отсек I аккумулятора.

Насос С начинает откачку холодной воды из отсека II. По мере откачки насосом С холодной воды отсеки I, II, III и IV будут наполняться отработавшей водой, причем к моменту окончания разрядки аккумулятора они будут полностью заполнены теплой водой, а отсек V, освободившись от холодной воды, останется пустым.

По мере освобождения насосом С отдельных отсеков аккумулятора необходимо, переключая вентили 1, 2, 3, 4 и 5, обеспечивать забор воды из следующего отсека.

Накопленная отработавшая вода будет далее использоваться для питания испарителя в часы зарядки аккумулятора.

Пои этом вентиль 6 должен быть открыт, и насос С1, рассчитанный на обеспечение постоянного расхода испарителя, начинает подавать на охлаждение недостающее количество воды из отсеков аккумулятора. Откачка идет в обратном порядке. Сначала освобождается отсек IV, затем отсеки III, II и I, в то время, как холодная вода заполняет отсеки V, IV, III и II, завершая полный цикл работы аккумулятора.

Количество отсеков в данном примере выбрано произвольно и может быть доведено, в зависимости от имеющейся площади, до семи или восьми.

Однако, большое число отсеков, как будет сказано ниже, усложнит автоматизацию установки.

Таким образом, при пяти - шести отсеках отработавшая вода может использоваться при условии увеличения емкости аккумулятора против нормальной всего лишь на 25-20%.

Неудобством изложенной схемы является необходимость отвлечения внимания обслуживающего персонала для наблюдения за наполнением и освобождением отсеков и переключения вентилей.

С целью устранения этого недостатка может быть предусмотрено автоматическое управление работой аккумулятора.

Безвредность и безопасность в пожарном отношении циркулирующего агента (воды), а также простота схемы переключений представляют значительные преимущества предлагаемой системы.

Мероприятия, обеспечивающие систему автоматическим управлением, сводятся к следующему.

На нагнетательном трубопроводе насоса В устанавливается измерительная и регулирующая шайба-автомат Ш, реагирующая на изменение расхода в трубопроводе и связанная передатчиком импульсов с вентилем 7 и насосом С.

Автомат Ш отрегулирован на поддержание расхода, равного производительности испарителя. При уменьшении этого расхода автомат выключает насос С и открывает вентиль 7, причем последний, открываясь, дает импульс для одновременного открывания связанного с ним вентиля 6. Увеличение расхода в шайбе Ш, наоборот, приводит к закрытию вентилей 7 и 6 и включению насоса С.

Каждый отсек аккумулятора снабжен поплавковым клапаном М, который, опускаясь, соединяет контактом Л цепь, связанную с электродвигателем вентиля соседнего отсека, в порядке, изложенном ниже. Подъем вентиля автоматически вызывает опускание ранее открытого вентиля соседнего отсека.

Цикл работы аккумулятора с автоматическим управлением с момента, когда аккумулятор заполнен холодной водой, заключается в следующем. Первый отсек будет освобожден от теплой воды, его клапан сядет в седло и замкнет контакт Л, связанный с двигателем вентиля 2. Вентиль 2 откроется, закрывая тем самым вентиль 1, и следовательно, по освобождении отсека I вентили 1, 3, 4 и 5 будут закрыты, а 2, 6 и 7 открыты.

Этот момент совпадает по графику расхода холода с увеличением нагрузки в кондиционерах. Увеличение нагрузки приведет к падению напора в нагнетательной линии насоса В и, следовательно, к некоторому увеличению его производительности по характеристике. Следствием этого будет увеличение расхода в шайбе Ш, что, в свою очередь, как уже было указано, даст импульс к автоматическому закрытию вентиля 7 и связанного с ним вентиля 6, а также к включению насоса С. Насос С начнет откачивать холодную воду из второго отсека в кондиционеры. Благодаря этому сопротивление в линии увеличится, и расход в шайбе Ш уменьшится до нормальных размеров.

Повышение расхода в кондиционерах увеличит количество притекающей в бак F отработавшей воды. Бак F заполнится, и вода начнет переливаться в отсек I, поднимая при этом поплавковый клапан М и размыкая контакт Л в отсеке I. По освобождении отсека II посадка его клапана вызовет открытие вентиля 3 и закрытие вентиля 2, после чего отработавшая вода, заполнив отсек I, начнет переливаться в отсек II и поднимет его клапан М, в то время, как холодная вода будет забираться насосом С из отсека III.

Далее будут в том же порядке освобождаться отсеки III, IV и V и заполняться отсеки II, III и IV. По освобождении отсека V и наполнении отсека IV клапан М отсека V разрывает электрические цепи, функционировавшие при разрядке аккумулятора, и включает цепи, действие которых должно обеспечить автоматическую работу вентилей при зарядке аккумулятора.

Следовательно, к моменту окончания пиковой нагрузки вентили 1, 2, 3, 5, 6 и 7 закрыты, а вентиль 4 открыт.

Снижение расхода в кондиционерах вызовет увеличение сопротивления в нагнетательной сети насоса В, снизит его производительность, а стало быть, и расход в шайбе Ш. В результате поданного импульса от автомата насос С будет выключен, и откроются вентили 7 и 6, после чего начнется заполнение отсека V холодной водой и откачка насосом C1 из отсека IV отработавшей воды для подачи в испаритель.

Клапан М отсека IV по его освобождении закроется, и его контакт Л замкнет цепь двигателя вентиля 3, который откроется.

В дальнейшем действие автоматов будет идти в обратном порядке вплоть до того момента, когда холодной водой заполнится отсек II, а отсек I освободится от отработавшей воды.

Клапан М отсека, закрываясь, разорвет электрические цепи, функционировавшие при зарядке аккумуляторов, и включит цепи, работа которых обеспечивает его разрядку. Вследствие замыкания контакта Л отсека I вентиль 2 откроется, завершая таким образом цикл работы автоматов.

Схема автоматических устройств несколько усложнится в случае изменения графика нагрузки, т.е. если полная зарядка аккумулятора будет происходить в два приема, между которыми будет иметь место частичная разрядка аккумулятора. Однако эта задача также разрешима путем введения связи между вентилем 7 или 6 и двигателями вентилей отсеков. Кроме того, в этом случае можно прибегнуть к полуавтоматической схеме, переключая электрическими кнопками соответствующие вентили в случае необходимости изменить режим работы в середине цикла аккумулятора.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000065064
Дата охранного документа: 31.08.1945
+ добавить свой РИД