ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
HEAT RECOVERY UNIT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к теплоутилизаторам для обеспечения микроклимата на животноводческих фермах.
Известен воздухоподогреватель для систем обеспечения микроклимата на животноводческих фермах (а.с. СССР №1307167, 1987), который представляет собой полимерный пластинчатый рекуперативный теплообменник. Недостатками воздухоподогревателя является отсутствие системы промывки и рециркуляции внутреннего воздуха помещения.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков относится электротеплоутилизационная установка, предназначенная для создания и поддержания требуемых параметров микроклимата в производственных помещениях животноводческих ферм (RU 2296463 C1).
Электротеплоутилизационная установка включает в себя вентилятор удаляемого воздуха, теплообменник из полимерных материалов, электровентилятор приточного воздуха, электроподогреватель приточного воздуха, патрубок подачи воздуха, распределитель приточного воздуха, фильтр удаляемого воздуха, отводчик конденсата, фильтр приточного воздуха, приточный воздуховод, рециркуляционный канал с воздушной заслонкой, воздуховод выбросного воздуха. Теплообменник представлен в виде набора параллельно расположенных с зазором относительно друг друга перегородок из полимерного материала, закрепленного на несущем деревянном каркасе, соединенного с корпусом и образующих каналы для потоков греющего и нагреваемого воздуха, подключенные к выполненным в корпусе проемам подвода и отвода потоков.
Недостатками прототипа являются горизонтальная компоновка, предполагающая наличие дополнительных воздуховодов, наличие несущего каркаса для теплообменника и отсутствие у него системы автоматической промывки.
Заявляемое изобретение направлено на решение задач: обеспечения требуемых основных параметров микроклимата животноводческих помещений для различных климатических зон при снижении энергозатрат, упрощения конструкции и повышение ее надежности.
Для решения указанных задач устройство компонуется вертикально и монтируется непосредственно в кровле производственного помещения, часть корпуса выступает за пределы здания в качестве воздуховодов вытяжного и приточного воздуха. В качестве теплообменных пластин использован сотовый поликарбонат, самонесущий материал, обеспечивающий герметичность вытяжного и приточного каналов. Пластины сотового поликарбоната двустенные, расстояние между стенками обеспечивается поперечными ребрами по всей длине пластины, как результат, в пространстве между стенками и ребрами образуются герметичные каналы. Располагая пластины параллельно с зазором относительно друг друга, равным толщине пластины, формируются равноценные вытяжной и приточный каналы. Вытяжной воздух движется вертикально по каналам внутри пластин, приточный - по пространству между пластинами, что обеспечивает разделение потоков. Из животноводческих помещений удаляется теплый, влажный, загрязненный воздух, что способствует отложению загрязнений на стенках вытяжного канала. В случае загрязнения поверхности теплообмена увеличивается сопротивление теплопередачи и падает эффективность утилизации тепла. Использование фильтров в теплоутилизаторах для животноводческих помещений не оправдывает себя, так как фильтры с высокой степенью очистки обладают высоким сопротивлением и обязывают использовать высоконапорные центробежные вентиляторы, которые характеризуются большим энергопотреблением и высоким уровнем шума. Установки располагаются непосредственно в животноводческих помещениях и их уровень звукового давления не должен превышать 65 Дб, что характерно для низконапорных осевых вентиляторов. Фильтры низкого сопротивления не обеспечивают достаточной степени очистки воздуха, и теплообменные поверхности все равно загрязняются. Для устранения загрязнений устройство оборудуется системой форсунок, реле времени, электромагнитным клапаном и подключается к водопроводу для периодического распыления воды в вытяжным канале, над теплообменником, что позволяет проводить промывку в автоматическом режиме с запрограммированной периодичностью.
Предложенное устройство поясняется чертежами, на которых представлена функциональная схема теплоутилизатора в режиме рекуперации с промывкой (фиг. 1), и в режиме рециркуляции (фиг. 2) а также схема полимерного теплообменника (фиг. 3).
Теплоутилизационная установка состоит из впускного проема 1, приточного воздуховода 2, полимерного теплообменника 3, вытяжного 4 вентилятора, поддона 5 с конденсатоотводчиком 6, приточного 7 вентилятора, проема 8 с рециркуляционной заслонкой 9, трубопровода с промывочными форсунками 10 и выпускного воздуховода 11.
Работает теплоутилизационная установка следующим образом. В корпусе расположен теплообменник 3 (фиг. 1) с каналами для приточного и вытяжного воздуха. Приток и вытяжка с механическим побуждением и осуществляются приточным 7 и вытяжным 4 вентиляторами. Теплый удаляемый из помещения воздух подогревает холодный приточный воздух, теплообмен осуществляется через пластины, разделяющие приточный и вытяжной каналы - стенки сотового поликарбоната 1 (фиг. 3), что соответствует принципу рекуперативного теплообмена. Зазор между пластинами и отделение приточного канала обеспечивается уплотнительно-дистанционными прокладками 2 (фиг. 3). В результате теплообмена вытяжной воздух охлаждается и может достигать точки росы, что сопровождается выпадением конденсата, который под действием гравитации стекает в поддон 5 (фиг. 1) и удаляется через конденсатоотводчик 6. В наиболее холодный период года при температурах ниже -15°С возможно охлаждение теплообменной стенки до отрицательных температур, в таких условиях конденсат обмерзает, утолщая теплообменную стенку и уменьшая пропускное сечение, что приводит к снижению эффективности теплообмена. Для возобновления работоспособности установка переключается в режим оттаивания (фиг. 2), при этом выключается приточный вентилятор 7, отсекая источник холода, заслонка 9 перекрывает вытяжной канал и теплый воздух, проходя через теплообменник 3, подогревает его и далее через рециркуляционный проем направляется обратно в помещение. Полностью оттаявшая установка переключается в режим рекуперации (фиг. 1).
Конструкцией предусмотрена система промывки, которая включает в себя трубопровод с форсунками 10, реле времени и электромагнитный клапан. Благодаря вертикальной компоновке орошаемая форсунками площадь минимизирована и равна площади торца теплообменника. Реле времени открывает клапан с заданной периодичностью, вода распыляется над теплообменником и орошает поверхность теплообмена, смывая загрязнения в поддон. В случае необходимости возможно введение ПАВ в состав моющего раствора, его рециркуляция и регенерация.
По сравнению с прототипом предложенное устройство позволяет значительно упростить конструкцию и увеличить ее надежность, обеспечивая при этом требуемые основные параметры микроклимата животноводческих помещений для различных климатических зон.