АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ С ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ И ПРОГРАММНЫМ КОМПЛЕКСОМ ABC GI

Устройство относится к области энергетики и энергосбережения, вычислительным системам с программными комплексами и может быть использовано в химической и металлургической промышленности.
Известны аппараты воздушного охлаждения, содержащие поверхность теплообмена из оребренных труб, вентилятор с электродвигателем (см. Авторское свидетельство СССР 162170 Кл. F28B 1/06 Г.А. Гущик, Т.А. Костли, Х.А. Куцсин и др. Теплообменный аппарат воздушного охлаждения).
Основной недостаток этих устройств - опасность замерзания конденсата при низких наружных температурах. При конденсации пара конденсат стекает по внутренней поверхности стенки труб, переохлаждается и образует ледяную пробку.
Известен аппарат воздушного охлаждения, содержащий вентилятор, поверхность теплообмена из оребренных труб и устройство рециркуляции воздуха для подачи его на вход поверхности теплообмена в холодное время года (см. патент 4518055 США МКИ F28B11100 «Способ и устройство регулирования работы охлаждения»). Недостаток этих схем - отсутствие систем оперативного управления процессами тепломассобмена.
Преодоление указанных недостатков возможно, если аппарат воздушного охлаждения АВС GI (далее АВО) оснастить вычислительной системой с программным комплексом и блоком управления.
Устройство состоит из:
а) секции аппарата воздушного охлаждения;
б) вентилятора с электродвигателем с преобразователем частоты вращения для прокачки воздуха через секцию;
в) конденсатосборника;
г) конденсатного насоса;
д) датчиков режимных параметров (рабочих сред; частоты вращения, перемещения жалюзи)
е) технологических линий;
ж) установки для удаления неконденсирующихся газов (эжектора, водокольцевого насоса или их комбинации) из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем;
з) блока регистрации параметров;
и) соединительных линий связи;
к) жалюзи для регулирования направления потоков воздуха с электродвигателем;
Дополнительно установлены:
л) вычислительная система с программным комплексом оптимизации режимов;
м) блок управления работой АВО.
Вычислительная система с программным комплексом оптимизации режимов предназначена для выработки оптимальных режимов эксплуатации на основе показаний датчиков режимных параметров.
Блок управления работой АВО на основании выработанных значений оптимальных режимов реализует их в необходимой работе вентилятора, в частности, он может изменять частоту вращения, и установки для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем и положении жалюзи для регулирования направления потоков воздуха.
Рабочее тело, например водяной пар, поступает от энергоустановки и конденсируется внутри труб АВО, конденсат собирается в нижнем коллекторе, который присоединен трубами к конденсатосборнику с конденсатным насосом. Давление пара (ниже атмосферного) поддерживается установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения, состоящей из ступени эжектора и (или) водокольцевого насоса. В качестве привода кольцевого насоса используется электродвигатель.
Параметры рабочего тела измеряются датчиками режимных параметров. Результаты измерений фиксируются блоком регистрации параметров.
Схема устройства приведена на рисунке 1. Она состоит из секции АВО 1, вентилятора с электродвигателем 2 для прокачки воздуха через секцию 1, конденсатосборника 3 с конденсатным насосом 4, датчиков режимных параметров 5, установленных на технологических линиях 11, установки для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем 6, блока регистрации параметров 7, вычислительной системы с программным комплексом оптимизации режимов 8, соединительных линий связи 10, соединяющими датчики параметров рабочей среды 5 и блок управления работой АВО 9, блок регистрации параметров 7 и вычислительную систему с программным комплексом оптимизации режимов 8, а также жалюзи для регулирования направления потоков воздуха 12 с электродвигателем.
Устройство работает следующим образом. Рабочая среда поступает от энергоустановки на секцию АВО 1 и конденсируется в этой секции, тепло конденсации отводится воздухом, прокачиваемым вентилятором с электродвигателем с преобразователем частоты вращения 2 для прокачки воздуха через секцию 1, а конденсат стекает в конденсатосборник 3 и откачивается конденсатным насосом 4 обратно в энергоустановку. Неконденсирующиеся газы откачиваются из конденсатосборника установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем 6.
При отклонении параметров работы энергоустановки и секции АВО от заданных значений датчики параметров рабочей среды 5, установленные на технологической линии 11, подают сигнал по соединительной линии связи 10 в блок регистрации параметров 7, а оттуда в вычислительную систему с программным комплексом оптимизации режимов 8, и далее в блок управления работой АВО 9, который по соединительным линиям связи 10 передает управляющий сигнал на вентилятор с электродвигателем 2 для прокачки воздуха через секцию 1, установку для удаления неконденсирующихся газов с электродвигателем 6 для оптимизации режима работы энергоустановки АВО. Дополнительно для регулирования расхода и направления потока воздуха используются жалюзи 12 с электродвигателем.
Целесообразность комплексного использования переменной частоты вращения электродвигателя с вентилятором, газоудаляющего устройства с электродвигателем с переменной частотой вращения и жалюзи с электродвигателем, объясняется необходимостью уменьшения затрат энергии для создания минимального давления внутри АВО и исключения возможности замерзания конденсата внутри АВО при низких температурах охлаждающего воздуха.
Благодаря такому сочетанию элементов удается обеспечить режимы работы АВО во всех эксплуатационных режимах работы при минимальных давлениях внутри АВО без замерзания конденсата и минимальных затратах энергии на прокачку воздуха.