КОНДИЦИОНЕР ДЛЯ ЦЕХОВ С ИЗБЫТОЧНЫМ ВЫДЕЛЕНИЕМ ТЕПЛА
AIR CONDITIONER FOR WORKSHOPS WITH EXCESSIVE HEAT RELEASE

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для создания комфортных условий и микроклимата в производственных помещениях с избыточным выделением тепла.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является кондиционер по патенту РФ №2320931, кл. F24F 3/06, содержащий корпус, секции приемных клапанов и подогрева, оросительную камеру, в которой установлены форсунки и каплеуловители с поддоном - фильтром, секцию фильтров, соединенную с вентиляционным агрегатом (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.
Это достигается тем, что в кондиционере, содержащем секцию первого подогрева, состоящую из калориферов, клапанов и обводного канала, секцию первой рециркуляции, оросительную камеру, в которой установлены форсунки и каплеуловители, причем под оросительной камерой расположен поддон - фильтр, а после оросительной камеры расположена секция второй рециркуляции и секция фильтров, соединенная с секцией второго подогрева, состоящей из калориферов и соединенной с вентиляционным агрегатом, а кондиционер включает в себя клапан дистанционного управления в приточных каналах для подвода приточного воздуха к комбинированному приточно-вытяжному плафону, установленному в полу помещения, а рабочее колесо приточного центробежного вентилятора через электрические индукционные муфты скольжения соединено с электродвигателем, причем рабочее колесо вытяжного осевого вентилятора также через электрические индукционные муфты скольжения соединено с электродвигателем, а калориферы второго подогрева размещены в байпасных отводах приточных каналов, в которых размещены также осевые вентиляторы подогревателя, причем в приточных каналах размещены клапаны дистанционного управления, а автоматические двухпозиционные клапаны установлены на линиях подачи теплоносителя в калориферы, причем вытяжной канал связан с приточно-вытяжными плафонами и проходит в помещении, в котором установлен терморегулятор и датчик регулятора давления, причем вытяжной канал связан с камерой вытяжного осевого вентилятора и вытяжной шахтой, которая примыкает к воздухозаборной шахте, имеющей жалюзийную решетку, а приточные каналы размещены внутри выхлопной шахты, причем на поверхности деталей кондиционера нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4), каждая из форсунок состоит из корпуса, который выполнен со впускным отверстием, выполненным в виде конфузора и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного и дроссельного отверстий, при этом ось впускного и дроссельного отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое, цилиндрическое и фасонное в виде цилиндрической части с фаской скругления на выходе, при этом диаметр цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия.
На фиг.1 изображена схема двухвентиляторного кондиционера с автоматическим регулированием для цехов с избыточными выделениями тепла, на фиг.2 - общий вид форсунки для распыливания жидкостей.
2
Кондиционер включает в себя клапан 6 дистанционного управления в приточных каналах 9 для подвода приточного воздуха к комбинированному приточно-вытяжному плафону 8, установленному в полу помещения 11 с избыточным выделением тепла. Рабочее колесо приточного центробежного вентилятора 1 через электрические индукционные муфты скольжения 2 соединено с электродвигателем 3, а рабочее колесо вытяжного осевого вентилятора 12 через электрические индукционные муфты скольжения также соединено с электродвигателем. Калориферы 4 второго подогрева размещены в байпасных отводах приточных каналов 9, в которых размещены осевые вентиляторы 5 подогревателя. В приточных каналах размещены клапаны 6 дистанционного управления. Автоматические двухпозиционные клапаны 7 установлены на линиях подачи теплоносителя в калориферы 4. Вытяжной канал 10 связан с приточно-вытяжными плафонами 8 и проходит в помещении 11, в котором установлен терморегулятор Т и датчик Д регулятора давления. Канал 10 связан с камерой вытяжного осевого вентилятора 12 и вытяжной шахтой, которая примыкает к воздухозаборной шахте, имеющей жалюзийную решетку 20.
1
1
Центробежная форсунка (фиг.2) состоит из корпуса 21 длиной L со впускным отверстием 24, выполненным в виде конфузора длиной L, соосного с ним дроссельного отверстия 3 диаметром d, камеры завихрения 22, выполненной в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного 24 и дроссельного 23 отверстий. При этом ось впускного 24 и дроссельного 23 отверстий в профильной плоскости расположена касательно по отношению к камере завихрения 22, т.е. имеет место тангенциальный ввод.
1
Соосно камере завихрения 22 расположен сопловый вкладыш 25 с внешним диаметром D, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 22 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 26 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, цилиндрическое отверстие 27 и фасонное отверстие 28 в виде цилиндрической части с фаской скругления на выходе. При этом диаметр d цилиндрического отверстия 27 соплового вкладыша 25 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 6 и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия 28.
Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:
1
1
отношение диаметра d цилиндрического отверстия 27 соплового вкладыша 25 к диаметру d дроссельного отверстия 23 корпуса 21 форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1,4÷2,2;
1
1
отношение внешнего диаметра D соплового вкладыша 25 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 26 вкладыша 25 лежит в оптимальном интервале величин: D/D=1,2÷1,8;
1
1
отношение длины L корпуса 21 форсунки к длине L конфузора впускного отверстия 24 лежит в оптимальном интервале величин: L/L=2,0÷2,5.
1
В шахте для выброса части вытяжного воздуха наружу установлен клапан 13, а на линии забора наружного воздуха - клапан 14. Клапан 15 рециркуляционного воздуха установлен перед масляным самоочищающимся фильтром 16. Камера орошения 17 содержит насос 18 и клапан 19 на линии подачи холодной воды. После камеры орошения установлен терморегулятор T. Система кондиционирования выполнена таким образом, что приточная 20 и выхлопная шахты имеют общую разделяющую их стенку, что позволяет в холодное время года использовать удаляемое из помещения 11 тепло и снижать нагрузку на калорифер подогрева. Кроме того, приточная шахта 20 может быть размещена внутри выхлопной с целью экономии энергоресурсов всего предприятия, где установлены кондиционеры (не показано).
Кондиционер работает следующим образом.
1
2
1
Работа установки регулируется с помощью двух терморегуляторов: T, T. Первый из них, установленный внутри кондиционера после камеры орошения, воздействует в зимний и переходный периоды года на воздушные клапаны 13, 14, 15, обеспечивая необходимую температуру смеси холодного наружного и теплого рециркуляционного воздуха. В летнее время этот терморегулятор управляет трехходовым клапаном, регулирующим температуру воды, распыляемой в камере орошения для осуществления политропического процесса обработки воздуха. Таким образом, терморегулятор T осуществляет круглосуточное качественное регулирование работы кондиционера.
2
2
Терморегулятор Т устанавливают либо непосредственно в помещении, либо в вытяжном канале 10, внутри которого проходит воздух с температурой цеха. Этот терморегулятор предназначен в основном для регулирования (в зависимости от температуры помещения) числа оборотов приточного центробежного вентилятора 1 путем воздействия на электрическую индукционную муфту, соединяющую его с электродвигателем. Таким образом, терморегулятор Т выполняет задачу количественного регулирования работы установки. Соответствующее изменение объема удаляемого воздуха также производится автоматически при использовании в качестве датчика регулятора давления Д, реагирующего на изменения перепада давлений воздуха внутри и вне помещения, который зависит от соотношения между производительностями приточного и вытяжного вентиляторов. Этот датчик действует на индукционную муфту, соединяющую вытяжной вентилятор с его электродвигателем.
2
После снижения производительности обоих вентиляторов до минимальной терморегулятор Т одновременно открывает клапан 7 для подачи теплоносителя к калориферам второго подогрева 4 и включает в действие электродвигатель осевого вентилятора 5.
Широкофакельная центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
1
1
Жидкость подается по впускному отверстию 24, выполненному в виде конфузора длиной L, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 23 диаметром d и поступает по тангенциальному вводу в камеру завихрения 22, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 22 проходит через калиброванное коническое отверстие 26 соплового вкладыша 25, цилиндрическое отверстие 27 и фасонное отверстие 8 вкладыша 25, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной радиуса фаски скругления на выходе фасонного отверстия 28.
Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром выходного отверстия 9 мм при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 140° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия 24.
Клапан 14 на линии забора наружного воздуха управляется двухпозиционным электрическим исполнительным механизмом, сблокированным с пусковыми устройствами приточного центробежного вентилятора 1 и закрывает доступ наружного воздуха в систему при его остановке. При наличии большого количества кондиционеров, устанавливаемых в крупных корпусах современных предприятий, управление их работой и обслуживающими их системами автоматического регулирования, а также контроль за поддержанием требуемых параметров воздуха в помещениях осуществляется дистанционно. Для этого сооружают контрольные пульты управления, на которых размещают кнопки и рычаги управления всеми пусковыми устройствами вентиляторных, насосных и прочих агрегатов кондиционирования и вентиляции воздуха данного корпуса, а также соответствующие сигнальные приборы, контролирующие и регистрирующие метеорологические условия в помещениях.
3
Кондиционер работает без применения доувлажнения, первого подогрева в зимнее время и рециркуляциии воздуха в летнее время. Кондиционеры производительностью до 120 тыс. м/ч изготовляют из металла, а кондиционеры большей производительности - из железобетона. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4).