Камера зрошення установок кондиціонування повітря з тепловим насосом

Реферат: UA 83325 U UA 83325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вентиляції і кондиціонування повітря. Відомі установки кондиціонування повітря, які використовують низькотемпературну воду для роботи камер зрошення в холодний період року безпосередньо в камері зрошення контактним способом (див. Кокорін О.Я. Установки кондиционирования воздуха. - М.: Машиностроение, 1978). Ці установки працюють з підвищеними затратами енергії на зрошення та не забезпечують їх надійну роботу через небезпеку замерзання води в камері зрошення. Температура теплоносія для роботи установок значна і досягає до 50 °C. Відомі принципові схеми теплових насосів, які використовують джерело низькотемпературної теплової енергії для систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (Богословський В.Н., Поз М.Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.: Стройиздат, 1983). Недоліком таких схем є робота конденсаторів теплових насосів в режимах забезпечення теплом споживачів за температурними графіками з температурою теплоносія більше 50 °C. При такій температурі в конденсаторі коефіцієнти перетворення енергії характеризуються значенням не більшим 3, тобто робота теплового насоса неефективна. Відома "Система кондиционирования воздуха с использованием теплового насоса и способ управления системой" (патент RU МПК F25B30/02, опубл. 20.08.2011). Недоліком її є низька енергетична ефективність через застосування компресорної пароструминної системи. Найближчим аналогом є "Устройство для тепловлажностной обработки воздуха" (АС СРСР № 1439355, МПК F24F3/14, опубл. 23.11.1988, бюл. № 43). Пристрій містить камеру зрошення з піддоном, розташовані в камері два ряди стояків, з поверненими один до одного розпилювачами, та розміщену між ними насадку, піддон розділений перегородкою на відсіки отепленої та холодної води, а перший по ходу повітря ряд стояків підключений за допомогою трубопроводу з насосом до відсіку холодної води. Пристрій додатково містить встановлений на виході камери зрошення теплообмінник, вхід якого по теплоносію за допомогою зворотного клапана зв'язаний з відсіком теплої води, а вихід з трубопроводом з боку всмоктування насоса. На виході камери зрошення перед теплообмінником встановлено сепаратор. Насос зв'язаний з відсіком холодної води за допомогою регулюючого органу, трубопроводу і фільтра. Трубопровід з'єднаний зі стояками через зворотний клапан, встановлений між ними, і трубопровід подавання холодної води з регулюючим клапаном. Вхід теплообмінника зв'язаний трубопроводом зі зворотним клапаном, а з трубопроводом за допомогою регулюючого органу. Датчик регулюючого клапана зв'язаний з регулятором, який встановлений після камери зрошення. Піддон має перелив та кульовий клапан. Недоліком найближчого аналога є недостатня енергоефективність, оскільки теплообмінник в цьому режимі відключений, а підігрівання повітря здійснюється за типовими звичайними схемами в калориферах другого підігріву або в зональних підігрівниках повітря. В основу корисної моделі поставлено задачу, що полягає у створенні камери зрошення установок кондиціонування повітря з тепловим насосом, у якій за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається підвищення її ефективності в холодний період року за рахунок роботи теплового насоса з високим коефіцієнтом перетворення енергії, що приводить до зменшення затрат енергії в камері зрошення. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій тепловологісної обробки повітря містить камеру зрошення з піддоном, розташовані в камері два ряди стояків з поверненими один до одного розприскувачами води, розміщену між ними насадку. Піддон розділений перегородкою на відсіки отепленої та холодної води, а перший за ходом повітря ряд стояків підключений за допомогою трубопроводу з насосом до відсіку холодної води, встановлений на виході камери теплообмінник, вхід якого по теплоносію за допомогою зворотного клапану зв'язаний з відсіком отепленої води, а вихід - з трубопроводом зі сторони всмоктування насоса, крім того він містить тепловий насос, причому вихідний патрубок конденсатора зв'язаний трубопроводом з вихідним патрубком теплообмінника та трубопроводом з запірним органом з боку всмоктування насоса, а вхідний патрубок конденсатора зв'язаний трубопроводом з насосом та запірним органом з переливом відсіку отепленої води камери зрошення, вхідний патрубок теплообмінника через трубопровід з запірним органом зв'язаний з трубопроводом подачі води камери зрошення. На кресленні показана схема системи теплопостачання, яка складається з камери зрошення 1 з піддоном 2, встановлених в камері 1 двох рядів стояків 3 з розташованими один до одного розпилювачами 4, розміщеної між ними насадки 5. Піддон 2 розділений перегородкою 6 на відсіки 7 і 8 отепленої та холодної води, відповідно, перший за ходом повітря ряд стояків 3 підключений за допомогою трубопроводу 9 з насосом 10 до відсіку 8 холодної води. 1 UA 83325 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Крім того, пристрій містить встановлений на виході з камери 1 теплообмінник 11, вхід якого по теплоносію за допомогою зворотного клапана 12 зв'язаний з відсіком 7 отепленої води, а вихід - з запірним органом 37 та трубопроводом 13 з боку всмоктування насоса 10. На виході з камери 1 зрошення перед теплообмінником 11 встановлено сепаратор 14. Насос 10 зв'язаний з відсіком 8 холодної води за допомогою регулюючого органу 15, трубопроводу 16 та фільтра 17. Трубопровід 9 з'єднаний зі стояками 3 через зворотний клапан 18, встановлений між ними, а трубопровід 19 подачі холодної води - з регулюючим клапаном 20. Вхід теплообмінника 11 зв'язаний трубопроводом 21 зі зворотним клапаном 12, а з трубопроводом 9 - за допомогою регулюючого органу 22 і трубопроводу 23. На трубопроводі 21 встановлено регулюючий клапан 24. Датчик 25 регулюючого клапана 20, зв'язаний з регулятором 26, встановлений після камери 1 зрошення, а датчик 27, зв'язаний з регулятором 28 регулюючого клапана 24, встановлений за теплообмінником 11. Піддон 2 має перелив 29 і кульовий клапан 30. Тепловий насос включає конденсатор 31, компресор 32, випарник 33, дросель 34, трубопроводи холодоагенту 35. Вихідний патрубок конденсатора 31 з'єднаний з вихідним патрубком теплообмінника 11 трубопроводом 36 та через запірний орган 37 з трубопроводом 13 з боку всмоктування насоса 10. Вхідний патрубок конденсатора 31 приєднано трубопроводом 40 з насосом 41 та запірним органом 42 з переливом 29 відсіку 7 отепленої води піддона 2 камери 1 зрошення, вихідний патрубок теплообмінника 11 трубопроводом 38 з запірним органом 39 з'єднаний з трубопроводом води 19 камери 1 зрошення. Система працює наступним чином. В холодний період року зовнішнє повітря всмоктується вентилятором через камеру зрошення 1, в якій здійснюються процеси нагрівання та зволоження повітря і підігрівання його в теплообміннику 11. Теплоносій від конденсатора теплового насоса 31 надходить до теплообмінника 11 по трубопроводу 36 та при закритому запірному органі 37 проходить в теплообмінник 11, після чого через трубопровід 36 при відкритому запірному органі 39 по трубопроводах 38 та 19 надходить на другий ряд розприскувачів 4. Охолоджена частково вода після розприскування збирається в відсік 8 холодної води піддона 2, після чого через фільтр 17 трубопроводом 16 з насосом 10 надходить на перший ряд розприскувачів, які розташовані на стояку 3. Охолоджена повторно вода збирається у відсік 7 отепленої води та через перелив 29 трубопроводом 40 за допомогою насоса 41 надходить в конденсатор 31 теплового насоса. В холодний період року відсік 7 отепленої води стає відсіком холодної води, а відсік 8 холодної води - відсіком теплої води. Через трубопровід 23 регулюючого органу 22 заповнюються трубопроводи 21 і 13 та теплообмінник 11. Після заповнення регулюючий орган 22 закривається. За допомогою компресора 32 теплового насоса в трубопроводах 35 здійснюється циркуляція холодильного агенту, який випаровується у випарнику 33 за рахунок низькотемпературного джерела, конденсується в конденсаторі 31 та дроселюється в дроселі 34. У відсіку 7 отепленої води (в холодний період року це відсік холодної води) піддона 2 камери зрошення 1 охолоджена вода після розприскування на розприскувачах 4 має більш низьку температуру, ніж температура "точки роси" повітря, яке виходить з камери зрошення 1. Температура "точки роси" повітря в холодний період року становить 7 °C. Після цього повітря підігрівається в теплообміннику 11 до необхідної температури. Подача води від конденсатора теплового насоса з низькою температурою (менше 7 °C) забезпечує роботу теплового насоса з високим коефіцієнтом перетворення енергії, який досягає 5-6, в той же час в типових схемах теплопостачання коефіцієнт перетворення становить 2-3. Тобто режим роботи теплового насоса забезпечує скорочення витрати електричної енергії на привід компресора теплового насоса, підвищуючи енергоефективність камери зрошення установок кондиціонування повітря. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Камера зрошення установок кондиціонування повітря з тепловим насосом, яка містить камеру зрошення з піддоном, в якій встановлені два ряди стояків з розташованими один проти одного розприскувачами води, та розміщену між ними насадку, піддон розділений перегородкою на відсіки отепленої та холодної води, перший за ходом повітря ряд стояків підключений за допомогою трубопроводу з насосом до відсіку холодної води, встановлений на виході з камери зрошення теплообмінник, вхід якого по теплоносію за допомогою зворотного клапана з'єднаний 2 UA 83325 U 5 з відсіком отепленої води, а вихід - з трубопроводом зі сторони всмоктування насоса, яка відрізняється тим, що в неї введено тепловий насос, причому вихідний патрубок конденсатора теплового насоса зв'язаний з вихідним патрубком теплообмінника та трубопроводом з запірним органом з боку всмоктування насоса, а вхідний патрубок конденсатора зв'язаний трубопроводом з насосом з переливом відсіку отепленої води камери зрошення, вхідний патрубок теплообмінника через трубопровід з запірним органом зв'язаний з трубопроводом подавання води камери зрошення. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3