система кондиционирования с автоматическим регулированием тепловлажностного состава приточного воздуха

Формула изобретения

СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТАВА ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА, содержащая последовательно расположенные по ходу воздуха канал наружного воздуха, камеру орошения с циркуляционным насосом и трехходовым регулирующим клапаном водяного контура, терморегулятор "точки росы", первый и второй теплообменники второго подогрева, включенные параллельно по воздуху и последовательно по теплоносителю к прямой и обратной линии теплосети, приточный вентилятор, терморегулятор приточного воздуха, а также обводную линию теплосети первого теплообменника второго подогрева с размещенным на ней обводным регулирующим клапаном, входной, регулирующий клапан, установленный на линии теплосети перед первым теплообменником, причем по управлению входной регулирующий клапан соединен с терморегулятором приточного воздуха, а обводной регулирующий клапан - с терморегулятором "точки росы", отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и улучшения качества регулирования, система дополнительно содержит регулирующий клапан в канале наружного воздуха, подогреватель, включенный в водяной контур камеры орошения и в теплосеть, вытяжной вентилятор, рециркуляционный и сбросной воздушные каналы с установленными в последних регулирующими клапанами, при этом выходы трехходового регулирующего клапана соединены в водяном контуре с входом и выходом подогревателя, выход теплосети из второго теплообменника второго подогрева сообщен с выходом подогревателя, а выход последнего - с обратной линией теплосети, причем по управлению терморегулятор "точки росы" последовательно связан с обводным регулирующим клапаном, регулирующими клапанами в каналах наружного, сбросного, рециркуляционного воздуха и трехходовым регулирующим клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кондиционированию воздуха, в частности к системам автоматического регулирования тепловлажностного состава приточного воздуха.

Известна система кондиционирования воздуха, содержащая секцию первого подогрева, камеру орошения, секцию второго подогрева, терморегуляторы точки росы и приточного воздуха со своими регулирующими клапанами.

К недостатку данной системы следует отнести невысокие технико-экономические показатели из-за использования первого подогрева и взаимовлияния регулируемых параметров.

Наиболее близким техническим решением является система кондиционирования с автоматическим регулированием тепловлажностного состава приточного воздуха, содержащая последовательно расположенные по ходу воздуха канал наружного воздуха, два теплообменника первого подогрева, камеру орошения с циркуляционным насосом и трехходовым регулирующим клапаном водяного контура, терморегулятор точки росы, первый и второй теплообменники второго подогрева, включенные параллельно по воздуху и последовательно по теплоносителю к прямой и обратной линиям теплосети, приточный вентилятор, терморегулятор приточного воздуха, а также обводную линию теплосети первого теплообменника второго подогрева с размещенным на ней обводным регулирующим клапаном, входной регулирующий клапан, установленный на линии теплосети перед первым теплообменником, причем по управлению входной регулирующий клапан соединен с терморегулятором приточного воздуха, а обводной регулирующий клапан - с терморегулятором точки росы.

Данная система также требует первого подогрева, что снижает экономичность и качество регулирования.

Цель изобретения - повышение экономичности и улучшение качества регулирования.

Цель достигается тем, что в систему, содержащую последовательно расположенные по ходу воздуха канал наружного воздуха, камеру орошения с циркуляционным насосом и трехходовым регулирующим клапаном водяного контура, терморегулятор точки росы, первый и второй теплообменники второго подогрева, включенные параллельно по воздуху и последовательно по теплоносителю к прямой и обратной линиям теплосети, приточный вентилятор, терморегулятор приточного воздуха, а также обводную линию теплосети первого теплообменника второго подогрева с размещенным на ней обводным регулирующим клапаном, входной регулирующий клапан, установленный на линии теплосети перед первым теплообменником, причем по управлению входной регулирующий клапан соединен с терморегулятором приточного воздуха, а обводной регулирующий клапан - с терморегулятором точки росы, дополнительно введены регулирующий клапан в канале наружного воздуха, подогреватель, включенный в водяной контур камеры орошения и в теплосеть, вытяжной вентилятор, рециркуляционный и сбросной воздушные каналы с установленными в последних регулирующими клапанами, при этом выходы трехходового регулирующего клапана соединены в водяном контуре с входом и выходом подогревателя, выход теплосети из второго теплообменника второго подогрева сообщен с входом подогревателя, а выход последнего - с обратной линией теплосети, причем по управлению терморегулятор точки росы последовательно связан с обводным регулирующим клапаном, регулирующими клапанами в каналах наружного, сбросного и рециркуляционного воздуха и трехходовым регулирующим клапаном.

На чертеже приведена система кондиционирования.

Система содержит последовательно расположенные по ходу воздуха канал 1 наружного воздуха, камеру 2 орошения с циркуляционным насосом 3 и трехходовым регулирующим клапаном 4 водяного контура, терморегулятор 5 точки росы, первый и второй теплообменники 6 и 7 второго подогрева, включенные параллельно по воздуху и последовательно по теплоносителю к прямой и обратной линиям 8 и 9 теплосети, приточный вентилятор 10, терморегулятор 11 приточного воздуха, а также обводную линию 12 теплосети первого теплообменника 6 второго подогрева с размещенным на ней обводным регулирующим клапаном 13, входной регулирующий клапан 14, установленный на линии 8 теплосети перед первым теплообменником 6, причем по управлению входной регулирующий клапан 14 соединен с терморегулятором 11 приточного воздуха, а обводной регулирующий клапан 13 - с терморегулятором 5 точки росы, дополнительно введенные регулирующий клапан 15 в канале 1 наружного воздуха, подогреватель 16, включенный в водяной контур камеры 2 орошения и в теплосеть, вытяжной вентилятор 17, рециркуляционный и сбросной воздушные каналы 18 и 19 с установленными в последних регулирующими клапанами 20 и 21, при этом выходы трехходового регулирующего клапана 4 соединены в водяном контуре с входом и выходом подогревателя 16, выход теплосети из второго теплообменника 7 второго подогрева сообщен с входом подогревателя 16, а выход последнего - с обратной линией 9 теплосети, причем по управлению терморегулятор 5 точки росы последовательно связан с обводным регулирующим клапаном 13, регулирующими клапанами 15, 21 и 20 в каналах 1, 19 и 18 наружного, сбросного и рециркуляционного воздуха и трехходовым регулирующим клапаном 4.

Водяной контур камеры 2 орошения включает в себя трубопроводы 22-25 подпитки, циркуляции, нагнетания и перелива.

Система кондиционирования работает следующим образом.

Наружный воздух (летом) или смесь наружного и рециркуляционного воздуха (зимой и в переходный период) последовательно пропускают через камеру 2 орошения, теплообменники 6 и 7 второго подогрева и приточным вентилятором 10 подают в обслуживаемое помещение (на чертеже не показано) откуда вытяжным вентилятором 17 частично сбрасывают по сбросному каналу 19 в атмосферу и частично возвращают по рециркуляционному каналу 18 на повторную обработку после смещения его с воздухом из наружного канала 1.

Регулирование температуры приточного воздуха осуществляется круглогодично терморегулятором 11 путем воздействия на входной регулирующий клапан 14. При понижении температуры приточного воздуха клапан 14 открывается, а при повышении - закрывается.

Регулирование температуры точки росы осуществляется следующим образом.

Зимний режим. При включении системы открываются воздушные клапаны 15 (на 30% ), 21 (на 30%) и 20 (на 70%), трехходовой клапан 4 в сторону входа подогревателя 16, включаются вентиляторы 10 и 17 и насос 3. Поддон камеры 2 орошения при этом автоматически заполняется до заданного уровня, например, с помощью шарового крана (на чертеже не указан) по трубопроводу 22 подпитки от городского водопровода. Циркуляционный насос 3 забирает воду из камеры 2 по циркуляционному трубопроводу 23 и через трехходовой клапан 4 и подогреватель 16 по нагнетательному трубопроводу 24 подает ее на форсунки камеры 2 орошения.

Теплоноситель по прямой линии 8 теплосети через входной регулирующий клапан 4 подается на первый теплообменник 6 и далее, смешиваясь с частью прямого теплоносителя из обводной линии 12, через обводной регулирующий клапан 13 подается на вход второго теплообменника 7 второго подогрева, с выхода которого частично отработанный теплоноситель поступает на вход подогревателя 16, с выхода которого вторичного отработанный теплоноситель с остаточной температурой, примерно равной температуре точки росы, например 12^оС, возвращается по обратной линии 9 в теплосеть.

При понижении температуры точки росы по команде терморегулятора 5 открывается обводной клапан 13, что увеличивает температуру теплоносителя на входе и соответственно на выходе теплообменника 7 и на входе подогревателя 16, что ведет к повышению температуры разбрызгиваемой в камере 2 орошения воды и, в конце концов, к повышению температуры точки росы, то есть воздуха после камеры 2 орошения. При повышении температуры точки росы по команде терморегулятора 5 обводной клапан 13 прикрывается.

В обоих случаях изменение положения обводного регулирующего клапана 13 в процессе регулирования температуры точки росы не привносит сколь-нибудь существенного влияния на температуру приточного воздуха, так как изменение теплообъема на теплообменнике 7 приводит к обратно пропорциональному изменению теплосъема на теплообменнике 6. Таким образом, общий теплосъем с теплообменников 6 и 7 остается практически неизменным, что существенно улучшает качественные показатели общего процесса регулирования тепловлажностного состава приточного воздуха.

Переходный режим. По мере повышения температуры наружного воздуха повышается температура точки росы и по команде терморегулятора 5 постепенно будет прикрываться обводной клапан 13, уменьшая поступление теплоносителя из прямой линии 8 теплосети на вход второго теплообменника 7 второго подогрева.

Наконец, при полном закрытии клапана 13 (например, через его концевые выключатели) начинает открываться клапан 15 наружного воздуха. При дальнейшем росте температуры наружного воздуха и полностью открытом клапане 15 (через его концевые выключатели) начинает открываться сбросной клапан 21, что приводит к снижению доли рециркуляционного воздуха в обрабатываемой смеси. При полном открытии клапана 21 (через его концевые выключатели) начинает закрываться рециркуляционный клапан 20, обеспечивая еще больший забор холодного наружного воздуха.

Наконец, при полном закрытии рециркуляционного клапана 20 (через его концевые выключатели) начинает закрываться трехходовой регулирующий клапан 4 в сторону входа подогревателя 16, снижая температуру разбрызгиваемой в камере 2 орошения воды.

Летний режим. При полном закрытии трехходового клапана 4 камера 2 орошения переходит на адиабатический режим работы, т.е. наступает летний режим работы, требующий охлаждения наружного воздуха. При отсутствии постороннего источника холодоснабжения, как в данной схеме, начинает расти пропорционально температуре наружного воздуха точка росы и, следовательно, температура приточного воздуха, на что терморегулятор 11 будет пропорционально прикрывать входной регулирующий клапан 14. В этом случае температура приточного воздуха будет удерживаться на заданном уровне, но относительная влажность его будет возрастать.

При дальнейшем повышении температуры (теплосодержания) наружного воздуха наступит момент, когда клапан 14 закроется полностью и температура приточного воздуха будет превышать температуру точки росы на величину нагрева от действия вентилятора 10. В этом случае (высокая температура наружного воздуха) система будет обеспечивать понижение температуры приточного воздуха только за счет испарительного охлаждения в камере 2 орошения.

При понижении температуры наружного воздуха процесс регулирования будет происходить в обратном порядке: открывается входной клапан 14 - открывается в сторону входа подогревателя 16 трехходовой клапан 4 - открывается до 70% рециркуляционный клапан 20 - закрывается до 70% сбросной клапан 21 - закрывается на 70% клапан 15 наружного воздуха - открывается свободный клапан 13 теплообменника 6 второго подогрева. При наличии источника холодоснабжения система может обеспечить постоянно заданный термовлажностный режим круглогодично.

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных отличительных признаков система кондиционирования воздуха обеспечивает высокие качественные показатели термовлажностной обработки воздуха при максимальном использовании энтальпии первичного теплоносителя.