RU2272222C1 - Способ и система кондиционирования воздуха тесленко в.н. - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха и может быть применено как в производственных, так и в жилых зданиях. Способ кондиционирования воздуха включает смешение наружного и внутреннего воздуха, распыление жидкости, увлажнение воздуха, автоматическое регулирование параметров воздуха, распыление производят теплой водой импульсно в закрученный поток воздуха, требуемую температуру воздуха помещения достигают нагреванием внутреннего воздуха при его температуре ниже требуемой величины, а при температуре воздуха выше требуемой величины производят смешение наружного и внутреннего воздуха, причем увлажнение осуществляют до уровня требуемой влажности воздуха в помещении. Кроме того, одновременно с распылением жидкости и увлажнением охлаждение внутреннего воздуха производят до температуры воздуха ниже требуемой для помещения на величину, соответствующую необходимой последующей осушке, причем распыление производят в закрученный поток воздуха смесью непрерывно рециркулирующей холодной воды, а увлажнение воздуха доводят до 100% относительной влажности, после чего воздух нагревают до требуемой температуры помещения, влажность воздуха в помещении регулируют изменением температуры воздуха 100% влажности за счет температуры распыляемой жидкости. Система кондиционирования воздуха содержит вентилятор, камеру смешения наружного и внутреннего потоков воздуха с подводящими воздуховодами, контур орошения холодной водой, содержащий форсунки, соединенный с рециркуляционным трубопроводом и водопроводом холодной воды посредством насоса, приборы регулирования, а также датчики температуры и влажности, связанные с исполнительными механизмами регулирующих клапанов, камера смешения выполнена циклонообразной с тангенциальными входными воздуховодами и центральным выходным патрубком, а также снабжена дополнительным контуром орошения теплой водой с форсунками и электромагнитным клапаном, причем оба контура расположены выше тангенциальных воздуховодов, после камеры смешения установлен воздухонагреватель, перед которым расположен датчик температуры, связанный с регулятором холодной воды и воздушных клапанов, а в помещении установлены датчики температуры и влажности, связанные с воздухонагревателем, клапаном теплой воды и воздушными клапанами. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности тепло- и массообменных процессов, снижение энергоемкости системы. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способам и средствам кондиционирования воздуха и может быть использовано для получения необходимых параметров по температуре и влажности воздуха как в производственных технологических помещениях, так и в жилых зданиях и сооружениях.

Важнейшей проблемой в процессе кондиционирования воздуха является получение необходимых параметров в жаркий период года, когда температура наружного воздуха выше температуры воздуха внутри помещения. Использование для целей охлаждения воздуха холодильных машин дает некоторый эффект, однако дороговизна и сложности в эксплуатации ограничивает их применение. В то же время известно, что горячая и холодная вода являются эффективными источниками получения тепла и холода в системах кондиционирования воздуха.

Особенно это проявляется при непосредственном контакте подготавливаемого воздуха с распыляемой водой, так как помимо поверхностного взаимодействия этих сред имеет место испарительный эффект, который существенно влияет на процесс охлаждения воздуха. При этом достигается не только эффект охлаждения, но и насыщения воздуха влагой, что зачастую необходимо на первом этапе подготовки воздуха. Огромные перспективы в процессе испарительного охлаждения приобретает использование закрученного потока воздуха, так как он позволяет интенсифицировать этот процесс за счет использования центробежных сил, обеспечивающих течение потока воздуха с высокой скоростью относительно частиц жидкости.

Анализ существующих способов и систем кондиционирования показал их недостаточную эффективность в отношении использования жидкости при взаимодействии с воздухом.

Известный способ кондиционирования воздуха, реализованный в установке для кондиционирования воздуха (см. А.с. СССР №514994 по кл. F 24 F 1/12, опубл. в Б.И. №19, 1976) предназначен для подготовки воздуха от изменяющихся начальных параметров воздуха до требуемых величин за один проход. При этом воздух проходит следующие этапы обработки: смешение наружного воздуха с распыленной водой, охлаждение или нагревание воздуха с одновременным его увлажнением путем распыления смеси горячей или холодной воды с рециркулирующей водой из поддона кондиционера.

Известная установка кондиционирования воздуха, реализующая указанный способ, содержит вентилятор, камеру смешения наружного воздуха с распыленной водой, имеющую оросительный трубопровод, соединенный с источниками тепло- и холодоносителя и рециркуляционным трубопроводом с насосом, датчики, подающие сигнал на исполнительные механизмы регулирующих клапанов, которые поддерживают температуру и почти 95% относительную влажность воздуха после смесительной камеры.

Недостатками этого способа кондиционирования воздуха и установки для его осуществления является то, что воздух поступает на обработку с изменяющимися начальными параметрами, а процесс подготовки происходит за один проход. Кроме того, для снижения температуры воздуха используется только холодоноситель и не предусмотрено выравнивание температуры воздуха за счет смешения внутреннего и наружного воздуха, когда температура наружного воздуха ниже температуры внутреннего воздуха. Все это ведет к повышенному расходу тепло- и холодоносителей и снижению эффективности кондиционирования.

Более эффективным с позиции использования холодоносителя и наружного воздуха для охлаждения внутреннего воздуха основанным на рециркуляционном способе подготовки воздуха является известный способ, реализованный в системе кондиционирования воздуха (см. А.с. СССР №400780, кл. F 24 F 5/00, опубл. в Б.И. №40, 1974), который предназначен для приготовления необходимых параметров воздуха в технологических помещениях с избыточной теплотой. В этом способе предусмотрено охлаждение внутреннего рециркуляционного воздуха либо холодной распыленной водой, либо подачей холодного наружного воздуха, когда его температура ниже, чем температура внутреннего рециркуляционного воздуха (прототип).

Известный способ, взятый нами за прототип, включает следующие операции: смешение внутреннего и наружного воздуха с распыленной водой, охлаждение с одновременным увлажнением внутреннего рециркуляционного воздуха холодной водой, а при температуре наружного воздуха ниже внутреннего охлаждение производят путем подачи наружного воздуха с увлажнением распыленной водой, рециркулирующей из поддона смесителя.

Известная система кондиционирования воздуха содержит вентилятор, камеру смешения наружного и рециркулирующего воздуха, имеющую регулирующие воздушные клапаны, оросительный трубопровод, соединенный с источником холодоснабжения и рециркуляционным трубопроводом с насосом, имеющие регулирующие клапаны воды, датчики, подающие сигналы на исполнительные механизмы регулирующих клапанов и поддерживающие температуру и влажность воздуха после смесительной камеры.

В указанной системе при повышении температуры наружного воздуха выше или равной температуре внутреннего рециркулирующего воздуха клапан наружного воздуха по сигналу датчика закрывается, а клапан холодной воды открывается, поддерживая температуру воздуха за счет его орошения холодной водой на необходимом уровне. При этом влажности воздуха находится на уровне 95%. Такой воздух подается в технологическое помещение, где он прогревается за счет избыточного тепла помещения и вновь возвращается на переработку в смесительную камеру.

Если температура наружного воздуха становится ниже, чем температура внутреннего рециркулирующего воздуха, клапан наружного воздуха открывается, а клапан холодной воды закрывается. С этого момента охлаждение внутреннего воздуха осуществляется за счет подачи в смесительную камеру холодного наружного воздуха, причем в пропорции, необходимой для поддержания температуры воздуха после смесителя. Однако наряду с подачей наружного воздуха происходит осушение внутреннего воздуха за счет меньшего влагосодержания наружного воздуха. С целью увлажнения воздуха до 95% насос через рециркуляционный трубопровод подает из поддона смесительной камеры воду в оросительный трубопровод, из которого распыленная вода вновь выпадает в поддон, увлажняя поступающий воздух. Такой режим воздуха называют адиабатным, т.е. без подвода и отвода тепла водой.

Недостатками способа и системы кондиционирования воздуха, по а.с. №400780, взятого нами за прототип, является то, что орошение воздуха распыленной водой происходит непрерывно одним и тем же количеством. При этом воздух приобретает максимальное насыщение, после чего его отправляют в помещение.

Следовательно, управлять уровнем относительной влажности в этом случае невозможно, и она колеблется в зависимости от температуры орошающей воды около 95%. Влажность воздуха после смесительной камеры может самопроизвольно меняться. Кроме того, при температуре внутреннего воздуха ниже требуемых значений система кондиционирования не позволяет повысить его температуру ввиду отсутствия подогревателя воздуха.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности тепло- и массообменных процессов и снижение энергоемкости при кондиционировании воздуха с использованием теплой и холодной воды, а также получение необходимых параметров воздуха как по температуре, так и по влажности в течение всего года.

Для выполнения указанной задачи в способе кондиционирования воздуха рассматривают два условия приготовления воздуха:

1 - температура наружного воздуха ниже температуры внутреннего рециркулирующего воздуха (t_нар.<t_внутр.);

2 - температура наружного воздуха выше температуры внутреннего воздуха (t_нар.≥t_внутр.).

При первом условии приготовления воздуха в способе кондиционирования воздуха, включающем смешение наружного и внутреннего воздуха, распыление жидкости, увлажнение воздуха, автоматическое регулирование параметров воздуха, в предлагаемом способе распыление производят теплой водой, импульсно в закрученный поток воздуха, требуемую температуру воздуха помещения достигают нагреванием внутреннего воздуха при его температуре ниже требуемой величины, а при температуре воздуха выше требуемой величины производят смешение наружного и внутреннего воздуха, причем увлажнение осуществляют до уровня требуемой влажности воздуха в помещении.

Закрученный воздушный поток с распыленной жидкостью последовательно сжимают к оси вращения, а затем расширяют к периферии с получением эффекта дальнейшего дробления частиц и насыщения воздуха паром.

Для приготовления воздуха низкой влажности температуру смешанного воздуха понижают ниже требуемого уровня большим потоком наружного воздуха, а последующим нагреванием достигают требуемую величину температуры, доувлажняют до требуемой влажности воздуха помещения.

При втором условии приготовления воздуха в способе кондиционирования воздуха, включающем рециркуляцию внутреннего воздуха, распыление жидкости, охлаждение и увлажнение воздуха, автоматическое регулирование параметров воздуха, в предлагаемом способе одновременно с распылением жидкости и увлажнением охлаждение внутреннего воздуха производят до температуры воздуха ниже требуемой для помещения на величину, соответствующую необходимой последующей осушке, причем распыление производят в закрученный поток воздуха смесью непрерывно рециркулирующий из поддона и холодной воды, а увлажнение воздуха доводят до 100% относительной влажности, после чего воздух нагревают до требуемой температуры помещения, влажность воздуха в помещении регулируют изменением температуры воздуха в смесителе за счет температуре распыляемой жидкости (воды).

В каждом из вариантов способа закрученный воздушный поток с распыленной жидкостью последовательно сжимают к оси вращения, а затем расширяют к периферии с получением эффекта дальнейшего дробления частиц и охлаждения жидкости.

Для выполнения указанной задачи в системе кондиционирования воздуха, содержащей вентилятор, камеру смешения наружного и внутреннего потоков воздуха с подводящими воздуховодами, контур орошения холодной водой, содержащий форсунки, соединенный с рециркуляционным трубопроводом и водопроводом холодной воды посредством насоса, приборы регулирования, а также датчики температуры и влажности, связанные с исполнительными механизмами регулирующих клапанов, в предлагаемой системе кондиционирования воздуха камера смешения выполнена циклонообразной с тангенциальными входными воздуховодами и центральным выходным патрубком, а также снабжена дополнительным контуром орошения теплой воды с форсунками и электромагнитным клапаном, причем оба контура расположены выше тангенциальных воздуховодов, после камеры смешения установлен воздухонагреватель, перед которым расположен датчик температуры, связанный с регулятором холодной воды и воздушных клапанов, а после него в помещении установлены датчики температуры и влажности, связанные с нагревателем, клапаном теплой воды и воздушными клапанами.

Камера смешения снабжена перегородкой в виде усеченного конуса, установленного ниже уровня тангенциальных воздуховодов с кольцевым зазором относительно центрального выходного патрубка, соосно ему и направленным основанием конуса вверх.

На заборном конце центрального выходного патрубка камеры установлен отражатель в виде обратного конуса с меньшим диаметром основания и цилиндрическим козырьком вокруг него.

Сущность предлагаемого способа кондиционирования воздуха заключается в том, что при использовании холодной воды на охлаждение внутреннего воздуха при его непрерывном рециркуляционном орошении в условиях, когда температура наружного воздуха выше внутреннего, получают 100% относительную влажность воздуха и его температуру ниже требуемой, при охлаждении, а дальнейшим подогревом доводят до уровня требуемой температуры с одновременным получением необходимой влажности, что позволяет подготавливать воздух любых параметров.

Такой же эффект достигают при использовании наружного воздуха для охлаждения внутреннего. При этом требуемую температуру получают за счет смешения потоков, а необходимую влажность посредством доувлажнения воздуха непосредственно при смешении. При получении воздуха низкой влажности температуру смешанного воздуха понижают за счет увеличенного притока наружного воздуха, а последующим нагреванием осушают и получают требуемую температуру воздуха для помещения. В этих случаях используют импульсное распыление теплой воды, так как требуется только доувлажнение воздуха небольшим количеством влаги.

Применением закрученного потока воздуха обеспечивают использование центробежных сил для высокой скорости обдува частиц жидкости воздухом, что ведет к появлению кавитационных пузырьков в самой капле. Для этого жидкость распыляют в закрученный поток воздуха, а затем весь поток сжимают к оси своего вращения, чем обеспечивают интенсивное вращение и перемешивание частиц жидкости и воздуха. При последующем расширении воздух, обладая значительно большей скоростью вращения, отбрасывается к периферии вращения, обдувая частицы жидкости с высокой относительной скоростью. При этом в капле жидкость приобретает вихревое движение с образованием полостей низкого давления, называемых кавитационными пузырьками, в которые происходит интенсивное испарение с понижением температуры капли жидкости. Отброшенный к периферии корпуса камеры смешения воздух уплотняется в результате ударного сжатия, а капли жидкости, попадая в плотный периферийный слой воздуха, сжимаются до нескольких атмосфер, что приводит к схлопыванию кавитационных пузырьков с выбросом паровоздушной смеси со скоростью в несколько сот метров в секунду. Капля жидкости разлетается на мелкие частички, обеспечивая интенсивно взаимодействие с воздушным потоком.

На фиг.1 представлена схема выполняемых операций в предлагаемом способе кондиционирования воздуха.

На фиг.2 - схема системы кондиционирования воздуха, работающая по предлагаемому способу.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При температуре наружного воздуха ниже температуры внутреннего (t_нар.<t_внутр.) смешение потоков в воздух в смесителе 1 производят в такой пропорции, что смесь приобретает необходимую температуру. Ввиду того, что влагосодержание порученного воздуха ниже внутреннего, происходит осушка смеси, поэтому необходимо доувлажнение, которое осуществляют импульсно теплой водой 2. После этого воздух приобретает параметры, необходимые для помещения 3. Соотношение потоков управляют клапанами 4, 5, а выпуск избыточного воздуха производят клапаном 6. Подачу воздуха в помещение 3 производят вентилятором 7. Охлаждение 8 в этом случае отключено вместе с насосом 9. Нагревание воздуха 10 используют, если температура в помещении меньше заданного значения.

Для получения воздуха низкой влажности температуру смешанного воздуха получают ниже требуемой на величину осушки большим притоком наружного воздуха. Последующим нагреванием 10 достигают необходимой осушки и температуры воздуха при условии, что (t_нар.≤t_{см.возд}).

При температуре наружного воздуха выше температуры внутреннего рециркулирует только внутренний воздух. В этом случае охлаждение внутреннего воздуха осуществляют распылением холодной воды 8 посредством насоса 9. При этом получают температуру воздуха ниже, чем требуемая для помещения, на величину необходимой осушки, а относительную влажность получают 100%. Подогревом воздуха 10 обеспечивают получение необходимых параметров воздуха, учитывая, что нагрев воздуха на 1°С снижает относительную влажность на 5%. Автоматикой регулируют температуру воды в смесителе.

Для получения лучшего охладительного эффекта воздуха жидкостью ее распыление производят в закрученный поток воздуха, который вместе с распыленной жидкостью сжимают, а затем расширяют, чем создают условия для образования кавитационных пузырьков в самой капле жидкости с интенсивным ее испарением в пузырьки, дальнейшим дроблением капель и охлаждением жидкости.

Система кондиционирования воздуха, представленная на фиг.2, состоит из смесительной камеры 1, оросительного контура теплой воды 2, помещения 3 с внутренним воздухом, воздушных клапанов наружного воздуха 4 и внутреннего 5, клапана избыточного воздуха 6, вентилятора 7, оросительного контура холодной воды 8 с насосом 9, воздухонагревателя 10, дроссельного клапана внутреннего воздуха 11, датчиков температуры 12 и влажности 13, установленных в помещении 3, с терморегулятором 14 и влагорегулятором 15, связанных с электроприводами воздушных клапанов 16, 17, 18, электромагнитного клапана теплой воды 19, датчика наружного воздуха 20 с терморегулятором 21, который посредством контактов I, II управляет работой всей системы, а также через терморегулятор 22 с датчиком 23, контуром холодной воды 8 с обратным клапаном 24 на рециркуляционном трубопроводе и регулирующим клапаном холодной воды 25 с электроприводом 26. Распыление холодной воды обеспечивается насосом 9 через пускатель 27 при стоке избыточной воды по патрубку 28. Понижение температуры воздуха при распылении холодной воды компенсируется работой воздухонагревателя 10 через пускатель 29, который обеспечивает температуру воздуха помещения 3. При получении воздуха с низкой влажностью управление воздушными клапанами 4, 5, 6 осуществляется от регулятора 22, с датчиком 23 после поворота переключателя Р, который отсоединяет регулятор 14 и включает регулятор 22. В корпусе смесителя 1 установлена конусная перегородка 30 ниже уровня тангенциальных воздуховодов 31, 32, которые расположены в противоположных направлениях с фильтром воздуха 33 (на фиг.2 показаны с одной стороны), а также установлен обратный конус 34 с цилиндрическим козырьком 35 на заборном конце выходного патрубка 36.

Система кондиционирования воздуха для осуществления предложенного способа кондиционирования работает следующим образом. При запуске вентилятора 7 разрежение от вентилятора через всасывающий воздуховод 34 передается в корпус смесителя 1. При этом, если температура наружного воздуха ниже, чем температура внутреннего воздуха, то датчик 20 подает сигнал на регулятор 21 для замыкания контактов I и в последующем контактов I' и I'', что ведет к подключению терморегулятора 14 на управление воздушными клапанами 4, 5, 6 от датчика 12 и датчика 13 влагорегулятора 15 на управление электромагнитным клапаном 19. В этом случае контакты II и II' размыкаются, а охлаждение и осушение воздуха внутри помещения 3 ведут за счет наружного воздуха, который смешивается с внутренним воздухом, нагревается и снижает свою относительную влажность. Поддержание заданной температуры внутреннего воздуха осуществляется посредством автоматического установления соотношения подаваемых потоков воздуха в корпус смесителя 1 регулирующие клапанами 4, 5 через электроприводы 16, 17. Избыточный воздух из помещения 3 выводится благодаря регулирующему клапану 6 с электроприводом 18. Угол открытия клапана 6 соответствует углу открытия клапана 4. Подготовленная по температуре смесь воздуха доувлажняется в смесителе 1 до уровня, установленного на регуляторе влажности 15, путем распыления теплой воды импульсно от работы электромагнитного клапана 19 через оросительный контур 2, который имеет 1-2 форсунки, и в дальнейшем подается вентилятором 7 в помещение 3. При температуре воздуха в помещении 3 в начале работы системы ниже, чем она задана по терморегулятору 14, клапан 4 закрывается, а клапан 5 открывается, и включается воздухонагреватель 10, который повышает температуру воздуха до заданного значения, а затем отключается. В процессе доувлажнения частицы жидкости, распыленные форсунками, смешиваются на конусе 30 с тангенциально вводимым воздухом. Причем частицы жидкости, отражаясь от конуса 30, вторично дробятся и деформируются, а затем вместе с закрученным потоком воздуха вытесняются к открытому концу конуса 30, где вместе с раскрученным воздухом выталкиваются к поверхности обратного конуса 34. В результате действия центробежных сил воздух от центра вращения отбрасывается вдоль поверхности обратного конуса 34 к периферии корпуса смесителя, где возникает периферийное сжатие достигающее давление в несколько атмосфер. При резком расширении потока воздуха частицы жидкости обдуваются с высокой относительной скоростью воздушного потока, что создает в результате этого вихревого движения жидкости внутри капли с образованием кавитационных пузырьков, которые представляют собой микрообласти с пониженным внутренним давлением. В пузырьки происходит интенсивное испарение жидкости с резким понижением температуры капли. При дальнейшем раскручивании капель жидкости происходит их отброс центробежными силами на периферию, в зону ударного сжигания воздуха, где в результате высокого статического давления происходит схлопывание кавитационных пузырьков с вытеснением пара жидкости со скоростью в несколько сот метров в секунду, что приводит к взрыву капли жидкости на мелкие частички и интенсивному тепло- и массообмену. Опускаясь вниз, в зазоре между корпусом смесителя 1 и цилиндрическим козырьком 35 неиспарившаяся часть жидкости приобретает интенсивное вращение и выпадает в поддон корпуса смесителя 1 по его периферии, а воздух, отклоняясь к центру вращения, уходит в заборную часть выходного патрубка 36 с последующим его выводом через вентилятор 7, электронагреватель 10 в помещение 3.

При температуре наружного воздуха выше, чем внутренний воздух, регулятор 21 размыкает контакты I, I', I'' и замыкает контакты II, II', чем отключает терморегулятор 14 от управления клапанами 4, 5, 6 и приводит клапан 4 в закрытое состояние, а клапан 5 в открытое. Влагорегулятор 15 также отключается от управления оросительным контуром 2. После этого система кондиционирования готова к двухступенчатому способу подготовки воздуха, который заключается в том, что необходимую осушку внутреннего воздуха получают путем его охлаждения ниже температуры точки росы с последующим его нагреванием до температуры помещения 3. При такой подготовке воздуха его орошение в смесительной камере 1 в начальный момент производят рециркулирующей водой, которая подается насосом 9 из поддона смесителя 1.

При этих условиях система кондиционирования работает в следующем порядке. При замыкании контактов II, II' сразу включается насос 9 через пускатель 27. Рециркуляционная вода, распыленная через оросительный контур 8, обеспечивает понижение температуры воздуха при повышении его относительной влажности до 100%. Терморегулятор 22 с датчиком 23, включившийся в работу после замыкания контактов II'', контролирует температуру воздуха после смесителя 1 и управляет работой регулирующего клапана 25 через электропривод 26. Величина открытия клапана 25 изменяет количество подаваемой холодной воды в оросительный контур 8 и определяет температуру воздуха после смесителя. При отключенных контактах I, I'' терморегулятор 14, управляя работой электронагревателя воздуха 10, одновременно подготавливает воздух по температуре и влажности для помещения 3. Холодная вода, распыленная под действием насоса 9 через форсунки оросительного контура 8, проходит такие же стадии кавитационного дробления и охлаждения, что и в случае с теплой водой. Однако в оросительном контуре 8 количество форсунок значительно больше, чем в контуре 2, и их количество зависит от расхода воздуха через смеситель 1. Кавитационный эффект дробления и охлаждения капель обеспечивает в этом случае понижение температуры воды еще на 5-7°С по сравнению с распылением холодной воды без кавитации, что позволяет получать необходимые параметры внутреннего воздуха на холодной воде из водопровода, температура которой в летние месяцы составляет 18-20°С. Деформирующие потоки закрученного воздуха, вызывающие кавитацию капель жидкости, такие же, как и в первом случае, и образуются за счет циклонообразного смесителя 1, выполненного с верхним усеченным конусом 30 и обратным конусом 34, установленным на заборном конце выходного патрубка 36.

В отличие от прототипа в предлагаемой системе кондиционирования в камере смешения 1 установлены два орошающих контура 2 и 8, первый работает без насоса от водопровода с распылением теплой воды, когда температура наружного воздуха ниже внутреннего, второй контур 8 предназначен для распыления холодной воды посредством насоса 9, когда температура наружного воздуха выше внутреннего, и рециркулирующий внутренний воздух нужно охлаждать и осушать. При работе системы кондиционирования на теплой воде воздух подготавливают для помещения 3 сразу в смесителе 1, что значительно снижает расход жидкости и экономит электрическую энергию в результате остановки насоса. Для работы системы кондиционирования на контуре 8 с распылением холодной воды устанавливают датчик 23 с терморегулятором 22 перед электронагревателем 10, что позволяет производить двухступенчатую подготовку воздуха. При этом в смесителе 1 рециркуляционный внутренний воздух охлаждают до температуры точки росы и ниже, с получением температуры воздуха при 100% относительной влажности такого значения, которое при последующем нагревании воздуха 10 до температуры помещения 3 обеспечивает необходимую влажность воздуха. Такая подготовка воздуха, за счет изменения температуры воздуха в смесителе 1, позволяет изменять при одной и той же температуре воздуха в помещении его влажность и наоборот.

Для интенсификации тепло- и массообменных процессов, протекающих в смесителе 1 при распылении воды, теплую воду подают импульсно, а сам циклонообразный корпус смесителя 1 на нижнем уровне тангенциальных подводящих воздуховодов имеет усеченный конус 30 расположенный так, что его основание направлено вверх и проходит по периметру корпуса смесителя. Второй, обратный конус 34, установлен коаксиально первому на заборном конце выходного патрубка 36, причем основание обратного конуса 34 меньше первого. Такая конструкция смесителя 1 обеспечивает образование кавитационных пузырьков в распыленных каплях жидкости с интенсивным насыщением их парами и последующее схлопывание пузырьков с активным дроблением капель за счет выбрасывания паровоздушной смеси из пузырьков, а также ведет к значительному охлаждению жидкости за счет отдачи энергии на образование в пузырьках пара.

В период года, когда температура наружного воздуха ниже температуры внутреннего воздуха, импульсное распыление теплой воды от водопроводной сети происходит без насоса, что существенно снижает затраты электроэнергии, так как в это период года вода необходима только для доувлажнения потоков воздуха. Импульсная подача воды позволяет не только значительно улучшить тепло- и массообмен в смесительной камере за счет использования меньшего количества воды при лучшем ее дроблении и взаимодействии с потоком воздуха, но и точно выдержать уровень необходимых параметров воздуха. Кроме того, предлагаемый способ и система кондиционирования позволяет подготавливать воздух любых параметров в течение всего года.

Claims (8)

1. Способ кондиционирования воздуха, включающий смешение наружного и внутреннего воздуха, распыление жидкости, увлажнение воздуха, автоматическое регулирование параметров воздуха, отличающийся тем, что распыление производят теплой водой импульсно в закрученный поток воздуха, требуемую температуру воздуха помещения достигают нагреванием внутреннего воздуха при его температуре ниже требуемой величины, а при температуре воздуха выше требуемой величины производят смешение наружного и внутреннего воздуха, причем увлажнение осуществляют до уровня требуемой влажности воздуха в помещении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрученный воздушный поток с распыленной жидкостью последовательно сжимают к оси вращения, а затем расширяют к периферии с получением эффекта дальнейшего дробления частиц и насыщение воздуха парами жидкости.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для приготовления воздуха низкой влажности температуру смешанного воздуха понижают ниже требуемого уровня большим потоком наружного воздуха, а последующим нагреванием достигают требуемую величину температуры, доувлажняют до требуемой влажности воздуха помещения.

4. Способ кондиционирования воздуха, включающий рециркуляцию внутреннего воздуха, распыление жидкости, охлаждение и увлажнение воздуха, автоматическое регулирование параметров воздуха, отличающийся тем, что одновременно с распылением жидкости и увлажнением охлаждение внутреннего воздуха производят до температуры воздуха ниже требуемой для помещения на величину, соответствующую необходимой последующей осушке, причем распыление производят в закрученный поток воздуха, смесью непрерывно рециркулирующей и холодной воды, а увлажнение воздуха доводят до 100% относительной влажности, после чего воздух нагревают до требуемой температуры помещения, влажность воздуха в помещении регулируют изменением температуры воздуха 100% влажности за счет температуры распыляемой жидкости.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что закрученный воздушный поток с распыленной жидкостью последовательно сжимают к оси вращения, а затем расширяют к периферии с получением эффекта дальнейшего дробления частиц и охлаждения жидкости за счет высокой интенсивности испарения в кавитационные пузырьки.

6. Система кондиционирования воздуха, содержащая вентилятор, камеру смешения наружного и внутреннего потоков воздуха с подводящими воздуховодами, контур орошения холодной водой, содержащий форсунки, соединенный с рециркуляционным трубопроводом и водопроводом холодной воды посредством насоса, приборы регулирования, а также датчики температуры и влажности, связанные с исполнительными механизмами регулирующих клапанов, отличающаяся тем, что камера смешения выполнена циклонообразной с тангенциальными входными воздуховодами и центральным выходным патрубком, а также снабжена дополнительным контуром орошения теплой водой с форсунками и электромагнитным клапаном, причем оба контура расположены выше тангенциальных воздуховодов, после камеры смешения установлен воздухонагреватель, перед которым расположен датчик температуры, связанный с регулятором холодной воды и воздушных клапанов, а в помещении установлены датчики температуры и влажности, связанные с воздухонагревателем, клапаном теплой воды и воздушными клапанами.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что камера смешения снабжена перегородкой в виде усеченного конуса, установленного ниже уровня тангенциальных воздуховодов с кольцевым зазором относительно центрального выходного патрубка соосно ему и направленным основанием конуса вверх.

8. Система по п.6 или 7, отличающаяся тем, что на заборном конце центрального выходного патрубка камеры установлены отражатель в виде обратного конуса с меньшим диаметром основания и цилиндрическим козырьком вокруг него.

Images