ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
HEAT RECOVERY UNIT

Заявляемое устройство относится к сельскому хозяйству, а именно к теплоутилизаторам.
Известен воздухоподогреватель для систем обеспечения микроклимата на животноводческих фермах (а.с. СССР №1307167, 1987). Представляет собой полимерный пластинчатый рекуперативный теплообменник. Недостатками воздухоподогревателя является отсутствие системы промывки и рециркуляции внутреннего воздуха помещения.
Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков является электротеплоутилизационная установка, предназначенная для создания и поддержания требуемых параметров микроклимата в производственных помещениях животноводческих ферм (RU 2296463 С1).
Электротеплоутилизационная установка включает в себя вентилятор удаляемого воздуха, малогабаритный 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 друг относительно 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.
Недостатком прототипа являются отсутствие системы электроподогрева воздушной заслонки. Заслонка находится в рециркуляционном канале и отделяет выбросной и приточный воздуховоды. Вытяжной воздух животноводческих помещений характеризуется высоким влагосодержанием, проходя через теплообменник, он охлаждается, и часть его влаги в виде конденсата осаждается на стенках вытяжного канала и на заслонке. В вытяжном канале поддерживается избыточное давление, обусловленное работой вытяжного вентилятора, а в приточном - разрежение, создаваемое приточным вентилятором. Теплоизоляция заслонки защищает ее от образования наледи на всей поверхности, но в зоне примыкания заслонки к контуру воздуховода встречаются влажный воздух помещения и приточный уличный воздух. Обеспечить абсолютную герметичность практически невозможно. Часть воздуха из вытяжного канала будет подсасываться в приточный канал, даже в закрытом положении заслонки. При отрицательных уличных температурах -1…-10°С рециркуляция еще не нужна, и заслонка находится в закрытом положении, при этом температуры приточного воздуха достаточно для обмораживания контура примыкания заслонки к воздуховоду. При необходимости поворота заслонки привод вынужден будет преодолеть чрезмерное сопротивление примерзшей к воздуховоду заслонки, это может привести к провороту вала относительно заслонки, сбою изначальной регулировки, как следствие, нарушению работоспособности всей установки; деформации заслонки, вала или даже выходу из строя привода.
Заявляемое устройство направлено на повышение надежности теплоутилизационной установки, в том числе при эксплуатации в условиях отрицательных температур.
Для решения указанной задачи теплоутилизационная установка содержит приточный и вытяжной вентиляторы, полимерный теплообменник, рециркуляционный канал с расположенной в нем воздушной заслонкой. Воздушная заслонка смонтирована на полом валу, при этом весь контур заслонки оснащен греющим электрическим кабелем, который обогнув заслонку, входит в полость вала и выходит за пределы рециркуляционного канала.
В рециркуляционном канале устанавливается воздушная заслонка, электрический греющий кабель которой подключен к электропитанию, при снижении температуры воздуха в рециркуляционном канале ниже 0°С включается электрообогрев. Ввод и вывод электрического кабеля из рециркуляционного канала осуществляется по внутреннему пространству полого вала.
Предложенное устройство поясняется чертежами, на которых представлены функциональная схема теплоутилизационной установки (фиг. 1) и схема воздушной заслонки с электроподогревом (фиг. 2).
Теплоутилизационная установка (фиг. 1) состоит из теплообменника 1, приточного 2 и вытяжного 3 вентиляторов, вытяжного патрубка 4, расположенного снизу теплообменника 1, канала приточного 5 воздуха (слева от теплообменника) и канала вытяжного 6 воздуха, расположенного вертикально над полимерным теплообменником 1, рециркуляционного канала 7, соединяющего вытяжной 6 и приточный 5 каналы, воздушной заслонки 8, расположенной в месте примыкания рециркуляционного канала к вытяжному 6.
Воздушная заслонка с электроподогревом (фиг. 2) состоит из полого вала 9, на котором располагается заслонка 10, греющего электрического кабеля 11, проложенного к контуру заслонки.
Работает устройство следующим образом. Воздушная заслонка 8 располагается в рециркуляционном патрубке 7 (фиг. 1) с каналами для приточного 5 и вытяжного воздуха 6. Приток и вытяжка в теплоутилизационной установке с механическим побуждением и осуществляются приточным 1 и вытяжным 2 вентиляторами. Удаляемый из помещения теплый воздух подогревает холодный приточный воздух. Теплообмен осуществляется в теплообменнике 1. В наиболее холодный период года при температурах ниже -15°С предусмотрен подогрев приточного воздуха за счет его частичного смешивания с удаляемым теплым воздухом. Для реализации смешивания потоков открывается заслонка 8. Часть воздушного потока из канала вытяжного воздуха 6 направляется через рециркуляционный канал 7 в канал приточного воздуха 5. Заслонка отделяет потоки приточного (холодного) и вытяжного (теплого и влажного) воздуха. Особенностью конструкции является прокладывание греющего электрического кабеля 11 (фиг. 2) по контуру заслонки 10. Для вывода электрического кабеля из рециркуляционного канала конструкцией предусмотрен полый вал 9. В точке примыкания контура заслонки к поверхности вала выполнено сквозное радиальное отверстие. Кабель, обогнув заслонку, входит в полость вала и выводится за пределы рециркуляционного канала, не оказывая влияния на аэродинамические характеристики установки, не меняя конструкции подшипникового узла и исключая дополнительное отверстие в корпусе канала. В случае снижения температуры в рециркуляционном канале ниже 0°С включается электрообогрев.
По сравнению с прототипом предложенное устройство позволяет предотвратить обмерзание воздушной заслонки, повысить надежность установки.