Установка для охлаждения воздуха помещения

Установка для охлаждения воздуха помещения
Предполагаемая полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использована для обеспечения работы холодильных камер и систем кондиционирования.
В качестве аналога предлагаемой полезной модели выбрано техническое решение, представленное в патенте РФ № 2148195 с приоритетом от 31.08.1998 года. Установка по аналогу состоит из воздушной турбины, соединённой по валу с электрогенератором постоянного тока, а по входу и выходу соответственно сообщена с атмосферой и низконапорной частью эжектора. В высоконапорную часть эжектора подаётся природный шз высокого давления, а выходящая из эжектора газовоздушная смесь направляется потребителю. Существенным недостатком аналога является узкий диапазон применения из-за получения электроэнергии постоянного тока, а также из-за ограничения по использованию только природнотх газа в качестве активной рабочей среды.
За прототип предлагаемой полезной модели принята универсальная установка снижения давления рабочей среды (см. Свидетельство на полезн ю модель № 15205 с приоритетом от 26.04.2000). Установка состоит из воздушной турбины, соединённой по валу с воздушным компрессором, а по входу и выходу соответственно сообщённой с атмосферой и с низконапорной частью эжектора. Высоконапорная часть эжектора сообщена с источником рабочей среды высокого давления, а выход эжектора соединён с потребителем смеси воздуха и рабочей среды. Вход воздушного компрессора сообщён с атмосферой, а его выход с потребителем сжатого воздуха. Установка по прототипу может использовать в качестве рабочей среды различные вещества: природный газ, воздух, пар и др. Получаемый в компрессоре сжатый воздух можно накапливать в аккумуляторах давления с последующим использованием его различными потребителями.
Однако техническое рещение по прототищ не позволяет осуществлять эффективное охлаждение помещения (в случае, когда рабочей средой является сжатый воздух) и не хфедусматривает перераспределение смеси воздуха и рабочей среды между потребителями за счёт испо.1п зования компрессора.
Поставленная задача решается тем, что установка для охлаждения воздуха помещения содержит источник сжатого воздуха, воздушную турбину, установленную на одном валу с воздушным компрессором и сообшающуюся своим выходом с низконапорной частью эжектора, а выход компрессора соединён с потребителем сжатого воздуха, причём выход эжектора соединён с охлаждаемым помещением, с которым сообщается вход турбины и вход компрессора, а высоконапорная часть эжектора подключена к источнику сжатого воздуха.
Установка для охлаждения воздуха помещения схематично представлена на фигуре. Схема установки содержит источник сжатого воздуха 1, воздушную турбину 2, воздушный компрессор 3, эжектор 4, соединительную магистраль 5, охлаждаемое помещение 6, регулирующие органы 7 и 8.
Работа установки, схематично представленной на фигуре, осуществляется следующим образом. При открытых регулирующих органах 7 и 8 сжатый воздух из источника 1 поступает в высоконапорную часть эжектора 4. При этом в низконапорной части эжектора 4 создаётся разряжение и туда поступает воздух из турбины 2, направленный на вход турбины 2 из помещения 6. Полученное отнощение давлений обеспечивает работу турбины 2, с передачей её механической работы компрессору 3. В эжекторе 4 осуществляется увеличение давления воздуха, поступивщего из турбины 2, под действием высоконапорного потока, поступившего из источника 1. Из эжектора 4 воздух направляют в помещение 6. На вход компрессора 3 подаётся воздух из помещеьшя 6, а из компрессора воздух поступает потребителю через регулирующий орган 8 и соединительную магистраль 5.
Регулирующий орган 7 позволяет изменять давление и расход воздуха, направляемого в высоконапорную частъ эжектора 4, а рехулирующий орган 8 обеспечивает  поддержание фебуемо1Х) давления и расхода воздуха в соединительной магистрали 5.
За счёт снижения температуры воздуха при прохождении его через турбину 2 происходит охлаждение помещения 6. Вместе с тем за счёт  интенсивной циркуляции воздуха в помещении 6 скорость его охлаждения возраст ает. Очевидно, что охлаждение помещения 6 будет осуществляться только в том случае, когда температура воздуха на выходе из эжектора 4 будет ниже температуры воздуха, поступающего в турбину 2. При этом интенсивность охлаждение определяется следующими параметрами:
-степень понижения давления в турбине 2 (абсолютным давлением за турбиной 2, определяемым степенью повышения давления в эжекторе 4);
-коэффициентом эжекции;
-КПД турбины 2;
-температурой воздуха, поступающего из источника 1.
Выбор значений этих параметров, определяется заданным диапазоном рабочих темнератур в помещении, его размерами и качеством теплоизоляции.
Воздушный компрессор 3 позволяет использовать воздух из охлаждаемого помещения 6 для кондиционирования других помещений без снижения эффективности охлаждения помещения 6.
Для поддержания в помещении 6 атмосферного давления в нём установлен обратный кланан, через который отводится избыточная часть воздуха.
Возможность реализации установки, схематично представленной на фигуре, можно проиллюстрировать на примере при следующих исходных данных:
-давление воздуха на входе в высоконапорную часть эжектора 4 - 0,4 МПа;
-расход высоконапорного воздуха- 0,04 кг/с;
-расход воздуха через турбину 2- 0,05 кг/с;
-расход воздуха через компрессор 3- 0,05 кг/с;
-КПД турбины 2- 0,5
В результате расчёта получаем; давление воздуха за турбиной 2 - 0,09 МПа, разность температур воздуха на входе в турбину 2 и на выходе из эжектора 4 составляет 10 С, избыточное давление воздуха за компрессором 3 - 0,004 МПа, время охлаждения помещения объёмом 20 м с 20 С до 5 °С при отсутствии теплообмена с окружающей средой составляет около 7 минут.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет создать надёжную и эффективную установку для охлаждения помещений на базе серийного турбокомпрессорного агрегата, предназначенного для турбонаддува дизельных двигателей. Установка может найти применение в пищевой промыщлешюсти и сельском хозяйстве, а так же использоваться в системах кондиционирования промыщленных и бытовых помещений.
Опытно-промыщленную эксплуатацию, предлагаемой полезной модели предполагается проводить в холодильных камерах столовой №24 ЦИАМ.