кондиционер с вращающимся теплообменником

Формула изобретения

1. Кондиционер с вращающимся теплообменником, содержащий корпус, смесительную камеру, вентагрегат, камеры подогрева, увлажнения и обслуживания, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен вращающимся теплообменником, представляющим собой выдвижной каркас, разделенный на две полости перегородкой, в которой закреплены опоры сердечника барабана, образованного лентами из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник, а на периферийной части барабана, выполненной в виде кольца, жестко связанного с сердечником посредством трех радиальных спиц, закреплены по крайне мере две винтовые лопасти для его вращения потоками воздуха, причем перегородка каркаса с закрепленным на ней барабаном образует каналы, соединенные с каналами для приточного и вытяжного воздуха.

2. Кондиционер с вращающимся теплообменником по п.1, отличающийся тем, что гофры ленты алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по кривой второго и высшего порядков или многоугольной форме как односторонними, так и двухсторонними, причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты.

3. Кондиционер с вращающимся теплообменником по п.1, отличающийся тем, что барабан образован одной лентой, навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда, жестко связанной по обоим краям круглыми по форме сетками или перфорированными круглыми алюминиевыми пластинами, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является кондиционер с регенеративным теплоутилизатором по патенту РФ №2011127, F 24 F 5/00, 1987 г. (прототип), заключающийся в том, что в каналах для приточного и вытяжного воздуха устанавливают вентиляторы, а камеру с регенеративным теплоутилизатором размещают перпендикулярно этим каналам.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность за счет перекрестной организации потоков воздуха.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации выбросного воздуха, экономия энергоресурсов, упрощение конструкции, монтажа и обслуживания.

Это достигается тем, что кондиционер, содержащий корпус, смесительную камеру, вентагрегат, камеры подогрева, увлажнения и обслуживания, дополнительно снабжен вращающимся теплообменником, представляющим собой выдвижной каркас, разделенный на две полости перегородкой, в которой закреплены опоры сердечника барабана, образованного лентами из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник, а на периферийной части барабана, выполненной в виде кольца, жестко связанного с сердечником посредством трех радиальных спиц, закреплены по крайне мере две винтовые лопасти для его вращения потоками воздуха, причем перегородка каркаса с закрепленным на ней барабаном образует каналы, соединенные с каналами для приточного и вытяжного воздуха, причем гофры ленты алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по кривой второго и высшего порядков или многоугольной форме как односторонними, так и двухсторонними, причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты, а барабан образован одной лентой, навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда, жестко связанной по обоим краям круглыми по форме сетками или перфорированными круглыми алюминиевыми пластинами, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.

На фиг.1 представлен общий предлагаемого кондиционера, на фиг.2 - его вариант с центробежным разбрызгивателем, на фиг.3 - односторонняя синусоидальная гофра ленты из алюминиевой фольги барабана, на фиг.4 - двухсторонняя синусоидальная гофра ленты из алюминиевой фольги барабана, на фиг.5 - общий вид вращающегося теплообменника.

Кондиционер с вращающимся теплообменником содержит корпус (фиг-1 и фиг.2), смесительную камеру 1, вентагрегат 6, камеры подогрева 3, увлажнения 4 и обслуживания 5, а также камеру 2 с вращающимся теплообменником (фиг.5). Вращающийся теплообменник представляет собой выдвижной каркас 16, разделенный на две полости перегородкой 17, в которой закреплены опоры сердечника барабана 9, образованного лентами 12 или 13 из гофрированной алюминиевой фольги, плотно навитой на сердечник. На периферийной части барабана 9, выполненной в виде кольца 11, жестко связанного с сердечником посредством трех радиальных спиц 18, закреплены по крайне мере две винтовые лопасти 10 для его вращения потоками воздуха, причем перегородка каркаса 17 с закрепленным на ней барабаном 9 образует каналы, соединенные с каналами для приточного и вытяжного воздуха.

Гофры 12 и 13 ленты алюминиевой фольги барабана выполнены в сечении по кривой второго и высшего порядков или многоугольной форме как односторонними (фиг.3), так и двухсторонними (фиг.4), причем впадины гофра в предыдущем слое ленты приходятся на вершину гофра последующего слоя ленты. Барабан 9 может быть образован одной лентой, навитой на сердечнике с зазором по спирали Архимеда (не показано), жестко связанной по обоим краям круглыми по форме сетками или перфорированными круглыми алюминиевыми пластинами, причем в зазоре между боковыми поверхностями ленты размещен дисперсный материал 19 с незамкнутыми порами и с высоким коэффициентом теплоусвоения, например керамзитовый гравий.

Кондиционер с вращающимся теплообменником работает следующим образом.

В каналах для приточного 1 и вытяжного (рециркуляционного) воздуха устанавливают камеру с регенеративным теплоутилизатором, которую размещают перпендикулярно этим каналам. Камеру выполняют в виде каркаса 16 с барабаном 9. Барабан 9 закреплен на металлической раме и приводится во вращение с помощью винтовых лопастей 10. Рама с закрепленным на ней барабаном может выдвигаться из камеры, что позволяет проводить профилактический ремонт и очистку барабана 9. Теплообменник 9 можно удалить из приточно-вытяжной камеры и на летний период. Благодаря этому уменьшается сопротивление камеры, вследствие чего увеличивается производительность вентиляторов. Воздух по приточному или вытяжному каналам проходит сквозь барабан по каналам 14 или 15, образованным соответственно гофрами 12 или 13, забирая или отдавая тепло посредством материала 15 и алюминиевой фольги. Лопасти 10 устанавливаются под таким углом к потоку воздуха, чтобы обеспечивалось вращение барабана 9. Для этого возможно разделение потоков с целью направленного взаимодействия струи воздуха с лопастями 10 (не показано).

Область применения разработанной установки ограничена температурой воздуха, подаваемого в помещение, так как установка калорифера на приточном воздухе невозможна из-за недостаточного давления, развиваемого приточным вентилятором. Однако расчеты показывают, что при температуре удаляемого воздуха 20°С и температуре наружного воздуха -20°С, установка обеспечивает нагрев подаваемого воздуха до 8°С, т.е, дополнительного подогрева не требуется. При этом экономия теплоты для установки производительностью 5 тыс. м³/ч (по каждому из потоков воздуха) составит 47 кВт, а 20 тыс. м³/ч - 187 кВт.

Установки кондиционирования предназначены в основном для гражданских и общественных зданий, а также промышленных помещений, в которых воздух не загрязнен вредными, пожаро- и взрывоопасными примесями и не имеет запаха. Их можно использовать в тех случаях, когда концентрация вредных веществ в местах размещения приточных вентиляторов не превышает 30% ПДК, установленных для воздуха рабочей зоны помещений (механические цехи, складские помещения, сельскохозяйственные здания, торговые и выставочные залы и т.п.).

Применение разработанной схемы позволит также уменьшить протяженность воздуховодов, за счет чего сокращаются затраты мощности на преодоление сопротивления сети, уменьшается металлоемкость и соответственно стоимость воздуховодов. Сокращаются также размеры занимаемой теплоутилизационной установкой производственной площади здания. Если сопоставить две системы с регенеративными теплоутилизаторами производительностью по каждому из потоков 10 тыс. м³/ч (общепринятую с напольным размещением оборудования и предлагаемой установкой), то только годовая экономия на электроэнергии при использовании разработанной установки ориентировочно составит 240000 руб. при двухсменном и 360000 руб. при трехсменном режиме работы.