ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к системам кондиционирования воздуха.
Известна система кондиционирования воздуха (СКВ), которая включают приточные агрегаты П для круглогодового приготовления приточного воздуха Lпн, подаваемого приточными вентиляторами в обслуживаемые помещения, выделяющиеся в помещениях вредные газы, водяные пары и теплота удаляются из помещений вытяжными агрегатами Вт, а для круглогодового приготовления приточного воздуха холод вырабатывается от работы холодильных машин ХМ, а горячая вода поступает от центральных источников теплоснабжения (ТЭЦ или котельных), где для получения тепла сжигается топливо (Справочник проектировщика - 19.: Стройиздат, 1992. Глава 2. Конструктивные решения систем механической вентиляции и кондиционирования воздуха и указания по выбору оборудования, с.238-250).
Недостатком известной системы тепло- и холодоснабжения СКВ является высокая энергозатратность на получение холода и тепла.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств.
Техническим результатом предложения является снижение расхода энергии на холодо- и теплоснабжение СКВ. Энергосбережение достигается применением в приточном П и вытяжном Вт агрегатах новой последовательности монтажа оборудования, при котором обеспечивается до 80% сокращение расхода тепла и до 30% сокращение расхода электроэнергии по сравнению с известным СКВ.
Технический результат достигается тем, что система кондиционирования воздуха содержит приточный агрегат с последовательно установленными теплообменниками и вентилятором, вытяжной агрегат с последовательно установленными смесистельной воздушной секцией, сообщенной с помещением и атмосферой, секцией адабатического увлажнения, теплообменниками и вытяжным вентилятором, доводчик, холодильную машину с испарителем и конденсатором и систему регулирования, при этом доводчик сообщен с испарителем холодильной машины и пластинчатым теплообменником, установленным между первыми по ходу движения воздуха теплообменниками приточного и вытяжного агрегатов, а последний теплообменник вытяжного агрегата сообщен с конденсатором холодильной машины.
к
у
у
Система регулирования осуществляет контроль охлаждения воды в последнем теплообменнике вытяжного агрегата по датчику контроля давления конденсации P, который имеет импульсную связь с насосом циркуляции воды в секции адиабатного увлажнения вытяжного воздуха, воздушными регулирующими клапанами на воздуховоде поступление наружного воздуха в секцию смешения в вытяжном агрегате и с частичным регулятором электродвигателя вытяжного вентилятора, а сохранение постоянного расхода вытяжного воздуха L достигается датчиком контроля постоянства давления P в вытяжном воздуховоде и воздействием на регулятор частоты вращения электродвигателя вытяжного вентилятора.
Предлагается осуществить предварительное охлаждение приточного воздуха и охлаждение помещений с круглогодичными теплоизбытками с применением менее энергопотребляющих источников холода.
Малоэнергопотребляющее получение тепла достигается предварительным нагревом приточного наружного воздуха выбросным теплом из обслуживаемых СКВ помещений, а получение холода - путем использования зимой и в переходный период года холода приточного наружного воздуха, а летом - предварительным охлаждением приточного наружного воздуха методами косвенного испарительного охлаждения.
Снижения затрат электроэнергии, в режимах конденсации рабочего вещества при работе холодильных машин, достигается применением режима прямого испарительного охлаждения выбросного вытяжного воздуха или его смеси с наружным воздухом, которые используются для отведения теплоты конденсации рабочего вещества вместо традиционных воздушных конденсаторов или градирен.
На чертеже представлена система кондиционирования воздуха.
у
у
н
н
у
у
В приточном агрегате П по движению приготовляемого наружного воздуха смонтированы теплообменник 1 с прохождением по его трубкам антифриза, теплообменник 2 с прохождением по его трубкам горячей воды, получаемый от центрального источника теплоснабжения, теплообменник 3 с прохождением по его трубкам холодной воды, получаемой от работы холодильной машины, приточный вентилятор 4 с приводом от электродвигателя с частотным регулятором 10 скорости вращения, соединенный приточным воздуховодом с обслуживаемыми СКВ помещениями. В вытяжном агрегате Вт по движению удаляемого из обслуживаемых СКВ загазованного, влажного и отепленного воздуха L, смонтирована смесительная секция 5 с двумя приемными патрубками, к одному из которых присоединен вытяжной воздуховод забора удаляемого воздуха L из верхней зоны обслуживаемых помещений, а ко второму патрубку присоединен воздуховод, с установленным по его сечению воздушным клапаном с электроприводом регулирования расхода поступления из атмосферы в секцию 5 наружного воздуха L, секция адиабатного увлажнения 6 с насосом Н2 циркуляции орошающей воды, теплообменник 7 с прохождением по его трубкам антифриза, теплообменник 8 с прохождением по его трубкам горячей воды после конденсатора холодильной машины ХМ, вытяжного вентилятора 9 с приводом от электродвигателя с частотным регулятором 10 скорости вращения. Теплообменники 1 и 7 соединены трубопроводами со смонтированными на них насосом Н1, трехходовым клапаном К1, пластинчатым теплообменником Т.Пл, у которого вторые каналы соединены трубопроводами с воздухоохлаждающими теплообменниками у доводчиков эжекторных ДЭ, установленных в помещениях с круглогодовыми теплоизбытками, и на трубопроводах смонтированы вентили В1, трехходовой смесительный клапан К2, насос Н3, соединительные патрубки трубопроводов к испарителю холодильной машины ХМ, на которых смонтированы вентили В2 и насос Н4. Конденсатор холодильной машины соединен трубопроводами со смонтированном на них насосом Н5 с теплообменником 8 в вытяжном агрегате Вт. Автоматический контроль и регулирование работы оборудования агрегатов П и ВТ, ХМ осуществляется от центрального пункта контроля ЦПК, соединенного с датчиком контроля температуры наружного воздуха t и с управляющими органами у электродвигателей вентиляторов 4 и 9, насосов Н1, Н2, Н3, Н4, Н5 и электродвигателя компрессора холодильной машины Хм, а для контроля постоянного расхода Lпн и L… датчиками Pпн постоянства статического давления P, имеющий импульсную связь с регуляторами 10.
н
нх
н
н
нх
н
аф1
у.ат
у
у2
аф2
w.об
w1
ат.3
пн
нх2
пнх
wх2
wх
н
пн
w1
wx
н
wx
w.об
w1
вп.
к
к
к
к
н
к
н
y1
у.ох
ун1
н
пн
пн
у
у
Предлагаемое энергосберегающее снабжение СКВ теплом и холодом изменяется в зависимости от изменений контролируемой ЦКП температуры наружного воздуха t, которая например для климата Москвы в расчетном режиме холодного периода года равна t=-28°С, а в теплый период года по параметрам Б равна t=+28,5°С. Снабжение теплом теплообменников 1 и 2 в П требуется при изменении t с t=-28°С до t=7°C, которая равна допустимой температуре подачи саннормы приточного наружного воздуха Lпн к аппаратам ДЭ в помещениях и по сигналу от ЦКП в холодный период года включаются в работу электродвигатели вентиляторов 4 и 9, насосов Н1 и Н3, открытие вентилей В1 и закрытие вентилей В2 и от работы насоса Н1 через клапан К1 охлажденный в теплообменнике 1 до температуры не ниже t=-3°C антифриз по противоточной схеме проходит по трубкам теплообменника 7 и охлаждает выбросной в атмосферу воздуха L=L до температуры не ниже t≥4°C и в трубках теплообменника 7 передается утилизированное тепло для повышения температуры антифриза не ниже t=3°C. В помещениях, где смонтированы аппараты ДЭ, круглый год имеют место тепловыделения, которые воспринимаются охлаждаемым эжектируемым к теплообменнику ДЭ внутренним воздухом, охлаждаемым до температуры не ниже 18°C, а вода в трубках теплообменников ДЭ отепляется до t=15°C и поступает от работы насоса Н3 в каналы пластинчатого теплообменника Т.Пл, где охлаждается до t=12°C холодом приточного наружного воздуха и теплота охлаждаемой воды через стенки каналов Т.Пл передается на отепление антифриза до температуры не ниже t=6°C, что обеспечивает нагрев L в теплообменнике 1 не ниже t=0°C, а догрев до t=7°C происходит в теплообменнике 3, в трубки которого поступает горячая вода, а при повышении охлаждаемой в пластинчатом теплообменнике Т.Пл воды выше t=12°C от датчика контроля этой температуры последует команда на электропривод автоматического клапана К1 для снижения прохода холодного антифриза через теплообменник 7, что позволит достигать требуемую t=12°C при значительном повышении t и увеличивать длительность времени года использование наименее энергозатратного естественного холода наружного воздуха L для охлаждения воды до t=12°C в пластинчатом теплообменнике Т.Пл и этим обеспечивать охлаждение воды до t=12°C в пластинчатом теплообменнике Т.Пл и этим обеспечивать охлаждение воздуха в помещениях с тепловыделениями. При достижении t=7°C от ЦПК последует команда на остановку насоса Н1, закрытие вентилей В1, открытие вентилей В2 и пуск электродвигателей компрессор ХМ, насосов Н4 и Н5 и от работы насоса Н4 к автоматическому клапану К2 будет поступать охлажденная в испарителе ХМ вода t=12°C и после смешения в клапане К2 с обратной водой t=15°C достигается температура t=13°C, которая от работы насоса Н3 будет поступать в трубки теплообменников аппаратов ДЭ, что обеспечит охлаждение воздуха 1 От работы насоса Н5 отепленная вода в конденсаторе ХМ до t=45°C поступит на охлаждение в теплообменник 8, а при t>50°C повысится давление P и последует команда на пуск насоса Н2 в секции адиабатного увлажнения 6, что обеспечит снижение температуры вытяжного воздуха перед теплообменником 8 и, соответственно, снижение температуры охлаждаемой воды после конденсатора ХМ, а если рост Pпродолжится, то последует команда на открытие воздушных клапанов в воздуховоде поступление наружного воздуха L в смесительную секцию 5 и одновременно команда на регулятор частоты 10 для увеличения производительности вентилятора 9 до достижения t=45°C. При повышение t>t от ЦПК последует команда на пуск насоса Н1 и адиабатно охлажденный вытяжной воздух до температуры t=t+3°C будет охлаждать антифриз в трубках теплообменника 7 до температуры ниже t, что сократит требуемую холодопроизводительность подачи холодной воды в трубки воздухоохладителя 3 для охлаждения Lдо t=16÷17°C, требуемого в летнем режиме работы СКВ в климате Москвы. Сохранение постоянного расхода вытяжного воздуха L достигается контролем датчиком Pпостоянства давления в вытяжном воздуховоде и имеющего импульсную связь с регулятором 10 у электродвигателя вытяжного вентилятора 9.